/MAT/LAW100 (MNF)

ブロックフォーマットキーワード マルチネットワークフレームワーク(MNF)は、非線形粘性挙動を有するポリマーおよびエラストマーをモデル化する場合に使用されます。

1つの弾性コンポーネントおよびオプションの1つの流体成分を含んだ特定数のネットワークから成ります。この材料則はソリッド要素とのみ適合性があります。

フォーマット

(1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) (8) (9) (10)
/MAT/LAW100/mat_ID/unit_IDまたは/MAT/MNF/mat_ID/unit_ID
mat_title
ρiρi                
N_net Flag_HE Flag_Cr          
Flag_HE = 1 (多項式フォーム)の場合
(1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) (8) (9) (10)
C10 C01 C20 C11 C02
C30 C21 C12 C03  
D1 D2 D3    
Flag_HE = 2(Arruda-Boyceモデル)の場合
(1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) (8) (9) (10)
μμ D λmλm    
Itype fct_IDAB νν FscaleAB    
Flag_HE = 3 (Neo-Hookeanモデル)の場合
(1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) (8) (9) (10)
C10 D1      
Flag_HE = 4 (Mooney-Rivlin則)の場合
(1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) (8) (9) (10)
C10 C01 D1    
Flag_HE = 5 (Yeohモデル)の場合
(1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) (8) (9) (10)
C10 C20 C30 D1  
Flag_HE = 13(温度依存を含むNeo Hookeanモデル)の場合
(1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) (8) (9) (10)
fct_IDSM fct_IDBM FscaleSM FscaleBM    
Flag_Cr =1 (クリープ)の場合
(1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) (8) (9) (10)
AplApl ˆσ0ˆσ0 ffff ˆεˆε nplnpl  
各ネットワークについて
(1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) (8) (9) (10)
networkID Flag_visc stiffness      
Flag_visc = 1 (Bergstrom Boyce粘性モデル)の場合
(1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) (8) (9) (10)
A1 C M ξξ Tau_ref
Flag_visc = 2 (双曲線正弦粘性モデル)の場合
(1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) (8) (9) (10)
A2 B n2    
Flag_visc = 3 (Power則粘性モデル)の場合
(1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) (8) (9) (10)
A3 n3 M3    

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)

 
mat_title 材料のタイトル

(文字、最大100文字)

 
ρiρi 初期密度

(実数)

[kgm3][kgm3]
N_net 2番目のネットワークの総数

(整数)

 
Flag_HE 超弾性モデルフラグ
=1
多項式フォーム
=2
Arruda Boyce
=3
Neo Hookean
=4
Mooney-Rivlin
=5
Yeoh
=13
Neo Hookean(温度依存性)

(整数)

 
Flag_Cr 均衡ネットワーク内のクリープのフラグ
= 0(デフォルト)
クリープなし(追加の行はなし)
=1
クリープ(追加の行内のパラメータを読み出し)

(整数)

 
Flag_visc 粘性モデルフラグ
=1
Bergstrom Boyce
=2
双曲線正弦
=3
Power則

(整数)

 
C10 超弾性モデル用の材料パラメータ

デフォルト = 0.0(実数)

[Pa][Pa]
C01 超弾性モデル用の材料パラメータ

デフォルト = 0.0(実数)

[Pa][Pa]
C20 超弾性モデル用の材料パラメータ

デフォルト = 0.0(実数)

[Pa][Pa]
C11 超弾性モデル用の材料パラメータ

デフォルト = 0.0(実数)

[Pa][Pa]
C02 超弾性モデル用の材料パラメータ

デフォルト = 0.0(実数)

[Pa][Pa]
C30 超弾性モデル用の材料パラメータ

デフォルト = 0.0(実数)

[Pa][Pa]
C21 超弾性モデル用の材料パラメータ

デフォルト = 0.0(実数)

[Pa][Pa]
C12 超弾性モデル用の材料パラメータ

デフォルト = 0.0(実数)

[Pa][Pa]
C03 超弾性モデル用の材料パラメータ

デフォルト = 0.0(実数)

[Pa][Pa]
D1 体積弾性率の計算に使用する体積材料パラメータ1

デフォルト = 0.0(実数)

[1Pa][1Pa]
D2 体積材料パラメータ2

デフォルト = 0.0(実数)

[1Pa][1Pa]
D3 体積材料パラメータ3

デフォルト = 0.0(実数)

[1Pa][1Pa]
μμ せん断係数

(実数)

[Pa][Pa]
D 体積弾性率の計算に使用する材料パラメータ K=2DK=2D

デフォルト = 1030(実数)

[1Pa][1Pa]
λmλm ストレッチの限界

デフォルト = 7.0(実数)

 
Itype 試験データのタイプ(応力ひずみ曲線)
= 1(デフォルト)
単軸データ試験
=2
等2軸データ試験
=3
平面データ試験

(整数)

 
fct_IDAB Arruda-Boyce材料モデルについて工学応力に対する工学ひずみを定義する関数の識別子

(整数)

 
νν ポアソン比

(実数)

 
FscaleAB fct_IDABのスケールファクター。

(実数)

[Pa][Pa]
fct_IDSM せん断係数と温度の関数識別子

(整数)

 
fct_IDBM 体積弾性率と温度の関数識別子

(整数)

 
FscaleSM fct_IDSMのせん断係数スケールファクター

デフォルト = 1.0(実数)

[Pa]
FscaleBM fct_IDbMの体積弾性率スケールファクター

デフォルト = 1.0(実数)

[Pa]
Stiffness 2番目のネットワークの剛性重量係数( Si

デフォルト = 0.0(実数)

 
networkID ネットワークの数(左詰めにする必要あり) 5
NETWORK1
1つ目のネットワーク用
NETWORK2
2つ目のネットワーク用
NETWORKi
ith ネットワーク用

(文字)

 
A1 有効クリープひずみ速度 7

デフォルト = 0.0(正の実数)

[1s]
A2 有効クリープひずみ速度

デフォルト = 0.0(正の実数)

[1s]
A3 有効クリープひずみ速度

デフォルト = 0.0(正の実数)

[1s]
C ネットワークBでの有効クリープひずみ速度のクリープひずみ依存性を特性化する指数(-1 < C < 0)

デフォルト = -0.7(実数)

 
M 2番目のネットワークでの有効クリープひずみ速度の有効応力依存性を特性化する1以上の正の指数

デフォルト = 1.0(実数)

 
ξ 非変形状態近傍のクリープひずみ速度の正則化の定数

デフォルト = 0.01(実数)

 
Tau_ref 2番目のネットワークでの有効クリープひずみ速度の基準応力

デフォルト = 1.0(実数)

[Pa]
B 2番目のネットワークでの応力のノルムを乗じる双曲線正弦粘性モデル内の係数

(実数)

 
n2 2番目のネットワークでの双曲線正弦粘性モデル内の指数

(実数)

 
n3 2番目のネットワークでのPower則粘性モデル内の指数

(実数)

 
M3 2番目のネットワークでのPower則粘性モデル内の指数

(実数)

 
Apl 塑性流れ則用のスケーリングファクター

(実数)

[1s]
ˆσ0 塑性流れ則用の流れ抵抗

デフォルト = 1.0(実数)

[Pa]
ff 塑性流れ則での流れ抵抗の重量係数

デフォルト = 1.0(実数)

 
ˆε 塑性流れ則用の特性ひずみ

デフォルト = 1.0(実数)

 
npl 塑性流れ則用の指数

デフォルト = 1(整数)

 

例(多項式モデルで1つのネットワーク)

例(多項式モデルで3つのネットワーク)

コメント

  1. この材料は、Lagrange型全ひずみを有するソリッド要素でのみ互換性があります。ひずみ定式化フラグは、自動的に/PROP/SOLIDIsmstr=10に設定されます。
  2. 材料の応答は、並列ネットワークのセットを用いて表すことができます。ネットワーク0は、1つの線形超弾性コンポーネントとオプションのクリープコンポーネントを含む均衡ネットワークです。2番目のネットワークでは、非線形超弾性コンポーネントは非線形粘弾性流れ要素と直列であり、したがって、時間依存のネットワークです。すべてのネットワークは、2番目のネットワークの剛性重量係数によりスケーリングされる同じ超弾性挙動を有します。
    剛性重量係数の和は1に等しくなければなりません:(1)
    Ni=0Si=1


    図 1.
  3. すべてのネットワークで、超弾性コンポーネントに同じ多項式ひずみエネルギーポテンシャルが用いられます。2番目のネットワークでは、このポテンシャルは係数 Si によってスケーリングされます。
  4. Flag_HE
    1. 1 = 項式フォーム: エネルギー密度は次のように書かれます(2)
      W0=3i+j=1Cij(ˉI13)i(ˉI23)j+3i=11Di(J1)2i
    2. 2 = Arruda-Boyce: エネルギー密度は次のように書かれます(3)
      W0=μ5i=1ci(λm)2i2(ˉIi13i)+1D(J212ln(J))
    3. 3 = Neo-Hook: エネルギー密度は次のように書かれます(4)
      W0=C10(ˉI13)+1D(J1)2
    4. 4 = Mooney-Rivlin: エネルギー密度は次のように書かれます(5)
      W0=C10(ˉI13)+C01(ˉI23)+1D(J1)2
    5. 5 = Yeoh: エネルギー密度は次のように書かれます(6)
      W0=C10(ˉI13)+C20(ˉI13)2+C30(ˉI13)3+1D(J1)2
    6. 13 = 温度をともなうNeo-Hook: エネルギー密度は次のように書かれます(7)
      W0=μ(T)2(ˉI13)+K(T)2(J1)2
    2番目の各ネットワークについてのエネルギー密度: (8)
    Wi=SiW0
    そこで、2番目の各ネットワークについての全エネルギー密度: (9)
    W=Ni=0Wi
    注: (10)
    Ni=0Si=1
    (11)
    ˉI1=ˉλ21+ˉλ22+ˉλ23
    (12)
    ˉI2=ˉλ21+ˉλ22+ˉλ23
    (13)
    ˉλi=J13λi
    Cauchy応力は次のように計算されます。(14)
    σi=λiJWλi
  5. networkIDは左詰にされる必要があり、名称は"NETWORKi"の形式を用いなければなりません。

    ここで、inetworkID。"network1"や"NET1"のようなその他の名称は許されません。

  6. 多項式フォーム:
    1. 初期せん断弾性係数と体積弾性係数は次のように計算されます:(15)
      G=2(Si+1)(C10+C01)
      および (16)
      K=2D1(1+Si)
    2. D1 = 0の場合、非圧縮性材料が考慮されます。
  7. 有効クリープひずみ速度
    1. Bergstrom Boyce粘性モデルの場合、式は:(17)
      ˙εvB=A1(˜λ1+ξ)C(ˉσBτref)M
      ここで、 (18)
      ˜λ=ˉI13
    2. 双曲線正弦粘性モデルの場合、式は:(19)
      ˙εvB=A2(sinhBˉσ)n2
    3. Power則粘性モデルの場合、式は:
      (20)
      ˙εvB=A3{ˉσn3[(M3+1)εv]M3}1M3+1
      均衡ネットワークの流動則:(21)
      ˙εcr=Apl(ˉσˆσ)npl
      (22)
      ˆσ=ˆσ0[ff+(1ff)exp(εcrˆε)]
1
Bergström, J. S., and M. C. Boyce.Constitutive modeling of the large strain time-dependent behavior of elastomers."Journal of the Mechanics and Physics of Solids 46, no. 5 (1998): 931-954