/FAIL/PUCK

ブロックフォーマットキーワード Puck破壊モデルを記述します。

フォーマット

(1)	(3)	(5)	(7)	(9)	(10)
/FAIL/PUCK/`mat_ID`/`unit_ID`
$σ_{1}^{t}$	$σ_{2}^{t}$	${\bar{σ}}_{12}$	$σ_{1}^{c}$	$σ_{2}^{c}$
$p_{12}^{+}$	$p_{12}^{-}$	$p_{22}^{-}$	$τ_{\max}$	`I`_{fail_sh}	`I`_{fail_so}
`F`_cut

オプションの行

(1)	(2)	(3)	(4)	(5)	(6)	(7)	(8)	(9)	(10)
`fail_ID`

定義

フィールド	内容	SI単位の例
`mat_ID`	材料識別子（整数、最大10桁）
`unit_ID`	単位識別子。（整数、最大10桁）
$σ_{1}^{t}$	縦方向引張り強度。デフォルト = 10³⁰（実数）	$[Pa]$
$σ_{2}^{t}$	横方向引張り強度。デフォルト = 10³⁰（実数）	$[Pa]$
${\bar{σ}}_{12}$	せん断強度。デフォルト = 10³⁰（実数）	$[Pa]$
$σ_{1}^{c}$	縦方向圧縮強度。デフォルト = 10³⁰（実数）	$[Pa]$
$σ_{2}^{c}$	横方向圧縮強度。デフォルト = 10³⁰（実数）	$[Pa]$
$p_{12}^{+}$	破壊エンベロープ係数12 (+)。デフォルト = 0（実数）
$p_{12}^{-}$	破壊エンベロープ係数12 (-)。デフォルト = 0（実数）
$p_{22}^{-}$	破壊エンベロープ係数22 (-)。デフォルト = 0（実数）
$τ_{\max}$	動的緩和。 5 デフォルト = 10³⁰（実数）	$[s]$
`I`_{fail_sh}	シェル破壊モデルフラグ。 = 1（デフォルト）損傷が１つの層に達するとシェルが削除されます。 = 2 損傷がシェルの全層に達するとシェルが削除されます。（整数）
`I`_{fail_so}	ソリッド破壊モデルフラグ。 = 1（デフォルト）損傷がソリッドの１つの積分点に達すると、ソリッドが削除されます。（整数）
`F`_cut	応力テンソルのフィルタリング周波数。デフォルト = 0.0（実数）	$[\frac{1}{s}]$
`fail_ID`	破壊基準識別子 4 （整数、最大10桁）

例（複合材）

強度（ $σ_{1}^{t}$ , $σ_{2}^{t}$ , $σ_{1}^{c}$ , $σ_{2}^{c}$ , ${\bar{σ}}_{12}$ ）は、以下の試験から得られます。m1は繊維方向です。

#RADIOSS STARTER
#---1----|----2----|----3----|----4----|----5----|----6----|----7----|----8----|----9----|---10----|
/UNIT/1
unit for mat and failure
#              MUNIT               LUNIT               TUNIT
                   g                  mm                  ms
#---1----|----2----|----3----|----4----|----5----|----6----|----7----|----8----|----9----|---10----|
#-  1. MATERIALS:
#---1----|----2----|----3----|----4----|----5----|----6----|----7----|----8----|----9----|---10----|
/MAT/COMPSH/1/1
composite example
#              RHO_I
               .0015
#                E11                 E22                NU12     Iform                           E33
              114000                9650                .025         0                             0
#                G12                 G23                 G31              EPS_f1              EPS_f2
                6000                6000                6000                   0                   0
#             EPS_t1              EPS_m1              EPS_t2              EPS_m2                dmax
                   0                   0                   0                   0                   0
#              Wpmax               Wpref      Ioff                         ratio
                   0                   0         4                             0
#                  b                   n                fmax
                   0                   0                   0
#            sig_1yt             sig_2yt             sig_1yc             sig_2yc               alpha
                1E30                1E30                1E30                1E30                   0
#           sig_12yc            sig_12yt                c_12          Eps_rate_0       ICC
                1E30                1E30                   0                   0         0
#          GAMMA_ini           GAMMA_max               d3max
                   0                   0                   0
#  Fsmooth                Fcut
         0                   0
/FAIL/PUCK/1/1
#           Sigma1_T            Sigma2_T            Sigma_12            Sigma1_C            Sigma2_C
                1720                55.2                 103                 765                 503
#               P+12                P-12                P-22             Tau_max  Ifail_sh  Ifail_so
                   0                   0                   0                .005         1         0
#               Fcut
                 0.1
#---1----|----2----|----3----|----4----|----5----|----6----|----7----|----8----|----9----|---10----|
#enddata
#---1----|----2----|----3----|----4----|----5----|----6----|----7----|----8----|----9----|---10----|

この破壊モデルはシェルおよびソリッドで使用できます。
破壊基準は下記のように記述されます。
- 繊維部破壊：
  引張繊維破壊モード： $σ_{11} > 0$ (1)
  $e_{f} = \frac{σ_{11}}{σ_{1}^{t}}$
  
  圧縮繊維破壊モード： $σ_{11} < 0$ (2)
  $e_{f} = \frac{| σ_{11} |}{σ_{1}^{c}}$
- 繊維間破壊：
  $σ_{22} > 0$ の場合はモードA：
  
  図 1.
  (3)
  $e_{f} = \frac{1}{{\bar{σ}}_{12}} [\sqrt{{(\frac{{\bar{σ}}_{12}}{σ_{2}^{t}} - p_{12}^{+})}^{2} σ_{22}^{2} + σ_{12}^{2}} + p_{12}^{+} σ_{22}]$
  
  $σ_{22} < 0$ の場合はモードC：
  
  図 2.
  (4)
  $e_{f} = [{(\frac{σ_{12}}{2 (1 + p_{22}^{-}) {\bar{σ}}_{12}})}^{2} + {(\frac{σ_{22}}{σ_{2}^{c}})}^{2}] (\frac{σ_{2}^{c}}{- σ_{22}})$
  
  モードB
  
  図 3.
$e_{f} = \frac{1}{{\bar{σ}}_{12}} (\sqrt{σ_{12}^{2} + {(p_{12}^{-} σ_{_{22}})}^{2}} + p_{12}^{-} σ_{_{22}})$

損傷パラメータが $e_{f} \geq 1.0$ の場合、数値の不安定性を回避するため、指数関数を使用して応力を減少させます。緩和手法は、応力を徐々に減少させて使用します：(5)
$σ (t) = f (t) \cdot σ_{d} (t_{r})$

ここで、(6)
$f (t) = \exp (- \frac{t - t_{r}}{τ_{\max}})$

および $t \geq t_{r}$

ここで、

$t$

時間

$t_{r}$

損傷基準が推定される場合における緩和の開始時間

$τ_{max}$

動的緩和の時間

$σ_{d} (t_{r})$

損傷開始時の応力
損傷値は、 $0 \leq D \leq 1$ です。破壊の状態は次のとおりです。
- 次の場合、破壊なし： $0 \leq D < 1$
- 次の場合、破壊： $D = 1$
ここで、 $D = Max (e_{f} (tensile), e_{f} (compression), e_{f} (ModeA), e_{f} (ModeB), e_{f} (ModeC))$ 。この損傷値は/ANIM/BRICK/DAMAまたは/ANIM/SHELL/DAMAで示されます。
fail_IDは、/STATE/BRICK/FAILおよび/INIBRI/FAILで使用されます。デフォルト値はありません。この行が空白の場合、/INIBRI/FAIL内の破壊モデル変数のために出力される値はありません（/STATE/BRICK/FAILオプションで.staファイルに書き込まれます）。
破壊基準に達した後、 $τ_{\max}$ の値は破断要素での応力が徐々に減少して0になるまでの期間を決定します。応力が破壊の開始時における応力値の1%に達すると、要素は削除されます。これは、要素が突然削除され、隣接要素で破断の“連鎖反応“が起こることによる不安定性を回避するために必要となります。破壊基準に達した場合でも、 $τ_{\max} = 1.0 E 30$ のデフォルト値であれば要素は削除されません。したがって、 $τ_{\max}$ をシミュレーションの時間ステップの10倍大きく定義することが推奨されます。
要素を削除する際の"連鎖反応"を避けるために、応力テンソルのフィルタリング周波数 F_cutを定義することもできます。したがって、PUCK基準の計算に使用される応力テンソルは、まず以下の式に従ってフィルタリングされます：(7)
$σ_{n + 1}^{f i l t} = α σ_{n + 1} + (1 - α) σ_{n}^{f i l t}$

ここで、(8)
$α = \frac{2 π \cdot F_{c u t} \cdot Δ t}{2 π \cdot F_{c u t} \cdot Δ t + 1}$

ここで、 $Δ t$ は現在の時間ステップです。

フィルタリング周波数が定義されていない場合（F_cut = 0.0）、フィルタリング効果は無効になります。

/FAIL/PUCK

フォーマット

定義

例（複合材）

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