HyperWorks OPSTRUCT 材料简单整理.docx

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1、OPSTRUCT材料说明郁2015-12-1几个名词粘弹性材料KCQHASFC:材料在外力作用卜弹性和粘性两种变形机制同时存在的材料.粘弹性材料是一种特地用作阻尼层的材料其主要特征与温度及频率有关。频率商到或血度低到肯定的程度时,它呈玻璃态,失去阻尼性质：在低频或高海时它呈橡胶态，班尼也很小：只有在中频和中等温度时,阻尼最大，弹性取中等值，常用的粘弹性材料可依其基低的不同分为四类：浙札水溶物、乳胶和环氧树脂，其中都要适当地添加填料和溶剂.加填料可以大大增加其阻尼.最好的填科是比重大的金属粉末，但成本校高：一般通过筛的黄沙、踞末碳酸钙、石墨等，沥吉和水溶物的成本最低，在钢板上涂敷时，厚度取钢板厚

2、的l2倍。沥青基材料可做成液体、粘胶体和胶带（涂在铝箔上.或压在板上）。水溶物可做成液体或机垫。乳胶在仪器制造工业上用得较多,最佳阻尼衰变率可达3O4ODB/S,相对厚度约13.环氧树脂适用于高温、高湿等特别环境，最佳明尼衰变率可达45DB/S,相对厚度约0.6,乳胶剂与环氧树圈都干脆用粘胶体,大都需很长的时间干馀。正交各向异性材料ORTHOTROPICMATIRIA1.S:钱如材料的机械属性在三个相互垂直的基准轴方向上都是单值的且独立的则该材料为正交各向异性。正交各向异性材料的范例为木材、很多品体和扎材.例如,在纵向、径向和正切方向上描述在一点处木材的机械属性.纵向轴与木钗（纤维）方向平行：

3、径向轴与生长环垂直：正切轴（3）与生长环相切。弹性多孔材料：POROEIAS11C弹性多孔介质是指一个体积可以分成多个小的体枳，每个小体积内都包含固体和流体.其中固体部分为骨架,充溢流体的部分称为孔隙,全部连通的孔慨所占的体枳称为“有效孔隙”.在有效孔隙中，流体可以一点到达随意另外一点.自然界中，多孔介质有松软土填含裂缝的的坚硬岩石等.OPSTRUCT材料类型列表材料类型适用联合运用其他MATl线性、温度无关、各向同性可以与温度、嫉率相关的材料联合运用.MAT2线性*温度无关、各向异性2DMAT3设性、温度无关、正交各向芹性CTAXIICTRIAX6MT4热分析材料MT5为正交各向异性材料定义

4、热属性MAT8戏性、温度无关的正交各向芹性材料2DMAT9践性、温度无关、各向异性材料3DMATOORT线性、温度无关、正交各向异性材料3DMATlO流固谓介分析中的流体材料牺性MATFAT极惫分析所需材料数据MTI1频率相关的材料，与相应的美本材料联合运用,如MATFI引用MATl的IDMATF2MATF3MTF8MATF9MTI10MATIIE超弹性、非线性材料MATIIF一次冲压成型仿真MTPE1林性多孔介质材料MATSl应力相关、温度相关的材料非线性分析M111温度相关材料,联合运用,如MATn引用MATl的IDMA112M113MATr4MAn8MA119MATXO几何非线性分析的空

5、材料几何非线性分析MATX02J-C弹塑性材料扩展属性MaTXI3刚性材料扩展材料展MATX21Rock-Concrete材料模型MATX25Tsai-WuandCRASURYT材料模型MATX27ElaSliC-PIHStiCBrittle材料模型MATX28姝*材料模型扩展MATX33Visco-ElasticPlasticFOaln模里MTX36分段式线弹型性材料模型MATX42Ogden,*iOney-RiVIin模型犷展MATX60Iii11OrtholropicMaterialMTX62考珀西蒙兹舛塑性材料MTX65分段式非战弹咽性材料模中MATX68超粘弹性材料MATX70会格式

6、应变数据相关的弹夔性材料MATX80HoneycombmaterialOPSTRUCT材料说明键入文档副标题MATl-MaterialPropertyDefinition,Form1Description设性、与温度无关的各向I可性材料.Format(1)(2)(3)(4)(5)(7)(8)(9)(10)MATlMIDEGNURHOATREFGESTSCSSFieldContentsMID材料ID，对MATl,MAT2,MAT8andMAT9而言,标号必需惟E杨氏模盘GW切模ME/G/NU若缺乏其一.依E=2(1+NU)G计算NU泊松比.RHO密度A热膨胀系数TREF热戏荷的参教浙度GE结构单

7、元的M足系数.见注11和12.为荻得GE,准则尔足率乘以2.即2C/GST,SC,SS拉伸应力极限、压缩应力极限和剪切应力极限.用于女合层材料的失效评估.以下R片在HyperMesh中作为材料存在:ElementTypeENUGCRODzCBARrCBEAMzandCWE1.DAxialandBendingN/ATransverseShearandTorsionCSHEARN/AN/AShearCQUADandCTRIAMembraneandBendingMembraneandBendingTransverseShearCHEXfCTETRAzCPENTA,CPRYRAandCSEAMDefo

8、rmationN/AMAT2Description为级性、温度无关、谷向界性的材料指定例性，适用于2D取元.Format(1)(2)(3)(4)(5)(6)(8)(9)(IO)MAT2MIDGllG12G13G22G23G33RHOAlA2A12TREFGESTSCSS叁数说明（与MATI相同的略）:FieldContentsGlj材料J性地阵Ai热膨胀系数向Ja各属性参数间的关系式：注： 若MAT2参考PSHE1.1.屈性的MID3参数.则G13/G23/G33为空. PSHE1.1.属性中的AVDI-材料ID（lift）,MID2-材料ID（弯曲），MlD3-材料ID（横向剪切）MAT3D

9、escription为线性、温度无关、正交材料定义属性，用于CTAXIandCTRIAXS轴对称单元,Format(2)(3)(4)(5)(7)(8)(9)(10)MAT3M!DEXTHEZNUXTHNUTHZNUZXRHOGZXAXATHAZTREFGE普数说明（与MATI相向的略）FieldContentsEX,ETHfEZ,andz方向上杨氏模狄NUXTH,NUTHZ,NUZXPoisson,sRatios:NUXTH=PoissonsRatioforstraininthedirectionwhenstressinthedirection.NUTHZ=PoissonsRatioforst

10、raininthezdirectionwhenstressinthedirection.NUZX=PoissonsRatioforstrainintheXdirectionwhenstressintheZdirection.Nodefault(Real)GZXX-Z平面内的的切模诉ArATHrAZx,andZ方向上的热膨胀系数应力应变关系式为:1NUTHXNUZXSX6=EXNUXTHEXETH1ETHEZNUZTHEZ0+(F-TREF)AXATHGr,NUXZEX0NUTHZETH01EZ001GZXjAZ0where小空=弛您,曲迎=生.咽里=弛纲EXETHEXEZETHEZMAT4De

11、scriptionDefinesconstantthcmwlmaterialpropertiesforconductivity,density,an MAT4必福与结构属性同时运用(MAT1,MAT2zMAT8,MAT90MGASK). MAT4适用于任何传9单元！conductionelements),同时也为自由对流供应系数(诙/恭定CoNV实现.方式蚁乎是.为先定义INTERFACE.再为该单元面组指定Mit.邮CARDEDrr) HGEN.比例系数，QVO1.是指单位体积的生热实力.A,=wlume*HGEN*QVO1.(i-源)MAT5Description为各向异性材料定义帧性.F

12、ormat(1)(2)(3)(5)(6)(7)(8)(9)(10)MATSMIDKXXKXYKXZKYYKYZKZZCPRHOHGeN参数说明(与MATl相同的略)2.Thethermalconductivitymatrixhasthefollowingform:KXXKXYKXZK=KXYKYYKYZRXZRYZKZZMAT8Description为税性、温度无关的正交材料定义属性，适用于2D单元,Format(1)(2)(3)4(5)(6)(7)(8)(10)MAT8MIDElE2NU12G12Gl,ZG2.ZRHOAlA2TREFXtXcYtYcSGEF12STRN，数说明（与MATI相

13、同的略）El径向长度方向,或第1方向）的并性模量，且必需ElE2E2侧向（或第2方向）抻性模盘NU12包必=善Poisson,sratio(&foruniaxialloadingin1-direction).Notethatforuniaxialloadingin2-directionisrelatedtoV11.Ei.EabytherelationVnEj=V3Ei.Nodefault(Real)G12Inplaneshearmodulus.Nodefault(Real0.0)Gl,ZTransverseshearmodulusforshearInI-Zplane.Default=blank

14、(Real0.0orblank)G2,ZTransverseshearmodulusforshearIn2-Zplane.Default=blank(Real0.0orblank)TREFReferencetemperatureforthecalculationOfthermalloads.Seecomment3.Default=blank(Realorblank)Xt,Xe,Yt,YcAllowablestressesorstrainsinthelongitudinalandlateraldirections.Usedforcompositeplyfailurecalculations.No

15、default(Real0.0)SAllowableforin-planeshearforcompositeplyfailurecalculations.Nodefault(Real0.0)GEStructuralElementDampingCoefficient.Seecomment6.Nodefault(Real)F12Tsai-Wuinteractiontermforcompositefailure.Nodefault(Real)STRNIndicateswhetherXtzXaYtxorYcarestressorstrainallowables.Default=blank(Real=1

16、.0forstrainallowables,blankforstressallowables)MAT9Description为线性、温度无关的正交材料定义属性，适用于此单元.Format(1)(2)(3)(4)(5)(7)(8)(9)(10)HAT9MIDGllG12G13G14G15G16G22G23G24G25G26G33G34G35G36G44G45G46G55G56G66RHOAlA2A3A4A5A6TREFGE叁数说明（与MATI相向的略）GijThematerialpropertymatrix.Nodefault(Real)3.TheconventionfortheCijinfie

17、lds3through8arerepresentedbythematrixreiabosip.(711注：若须要指定El,E2fE3zNU12,NU13,NU23,G12,G23,andG13,则须要运用MAT90RT单元。MAT9ORT(蜂窝材料？)Description为税性、温度无关的正交材料定义属性，适用于3D单元，J1.ElzE2,E3,NU12,NU13,NU23,G12,G23,andG13各项参数为常数。Format(1)(2)(4)(5)(6)(7)(8)(9)(10)MAT90RTMIDEl2E3NU12NU23N31RHOG12G23G31AlA2A3TREFGEIHR说

18、明（与MATi相同的略）El第1方向上的弹性模fit,E2E3H.NU12在第1方向上单轴找树的泊松比,NU23/NU31分别为第2和第3方向.G12Shearmodulusonplane1-2.G23Shearmodulusonplane2-3.G31Shearmodulusonplane3-1.MATlODescription为流固耦合分析的流体定义材料属性.Format(1)(2)(3)(5)(6)(7)(8)(9)(io)MATlOMIDBU1.KRHOCGeA1.PHA参数说明BU1.K体枳根电C声速GE流体单元的见尼系数A1.PHANormalizedporousmateriald

19、ampingcoefficient.Seecomment6.注，MATlOPSOuD属性通过FCTN=PF1.UID引小 MATlO的】D号须要与MATl,MAT2,MAT3,MAT9区分开来，但是可以与MAT4,MAT5orMATFAT运用同一个ID号： BU1.K/RHO/C之间有关系式：BU1.K=G*RHOMATFATDescription为疲惫分析供应材料属性.Format(1)(2)(3)(4)(6)(7)(8)(9)(10)MATFATMIDUNlTSTATICYSUTS定义SN曲线所需参数（应力-寿命曲线,高周疲惫,新坏次数大于100OO）SNSRlblNclb2F1.SE定义

20、EN曲线所须瞿参效（应变-寿命曲线.低阔并疲惫，循环次数小于100O0ENSfbCEfPKPNCSEeSEp定义平安因子曲线所须要的参数FOSnHSS参数说明（与MATI相同的路）UNIT指定单位,默认MPA.可选(MPa,PA,PSI,orKSDSTATICSTATICflag.若指定,则说明以下数据StatiCmaterialPrOPerties.YS屈服强度UTS位伸强度SNSNflag说明以F材料廊性用于SN分析SRIlItisthestressrangeinterceptOfSNcurveat1cycleinlog-logscale.我.徐强吱因子bl在SN的对数曲畿中,第一疲惫强也

21、指数，bl是第一段直线的斜率，Ncl在一段式的SN曲城（图a）,是耐久度的循环极限，在两段式的SN曲线(Hb),是曲线的拐点.b2其次疲息强度指数，图b中，b2是其次段口畿的捐率，F1.我惫极限，假如应力小于F1.,则不会发生破坏SEStandardErrorof1.og(N).EN说明以下参数用于EN数相定义Sf彼惫强吱系数b戏杀遍度指数CFatigueductilityexponent.就负延收性指数EfFatigueductilitycoefficient.PCyclicstrain-hardeningexponent.KpCyclicStrengthcoefficient.NcReve

22、rsallimitofendurance.Onecyclecontainstworeversals.Seecomment6.Default=2.0E8(Real1.0E5)SEeStandardErrorof1.og(N)fromelasticstrain.Default=0.0(Real0.0)SEpStandardErrorof1.og(N)fromplasticstrain.Default三0.0(Real0.0)FOSTheFOSflagindicatesthatmaterialpropertiesforfactorofsafetyanalysisaredefinedinthefoll

23、owingfields.TflTorsionfatiguelimit.Nodefault(Real0.0)HssHydrostaticstresssensitivity.Nodefault(Real0.0)SR11sioIa(Nci)N(CydC)Rgurela:One-segmentS-Ncurveinlog*logscale(b2三0)(NclisnotdefinedcrlessconservativethanF1.)Figurelb:Oe5omentS-Ncurvenkglogscale(b20)(F1.isnocdefinedorlessconservativethanNcl)a口呈O

24、W总)V九gg3：Ecurven09-to9c注：S-N曲线是应力范圉-循环数的函数，其中应力枪因是在一个循环周期内的卅大值应力值与最小应力值的代数差，SN曲线公式为：S,=SRl(,Nf/Where&bthestressrange,SJUiistheSB!fftrenthcoefficient,isthecyclenumber,thefatiguestrengthexponent.Sr为应力范想,SRII是疲惫强度系数，Nf是新环周期，b是疲惫强度指数E-N为应变.寿命曲税，其中E为应变幅俯，在一个循环周期内的最大值与最小值之差的一半，其公式如下：邑=*(2可产+水2%)，其中,Q为应变幅值

25、，ST是疲惫强度系数，E是弹性模量，Nf是皤环次数，b是疲惫演度指数I.是疲惫延展性系数c是疲惫j展性情指数0可以利用阅历公式来估算SN和EN曲线的参数：参考资料：Source=Yung-U1.ee.Jwo.Pan,RichardB.HathawayandMarkE.Barekey.Fatiguetestingandanalysts:Theoryandpractice,Elsevler,2005)MatrrialSRIlblNclb2Steel4263,ITS-0.1251E60.0Aluiiuininialloys(UTS336MPa)2.759PTS-0.0625E80.0Aluiiuii

26、uni疝OVS(UTS2336MPa)0.131,IT,S152s0.379017Nog(VrS)5ES0.0Uulloye310-iTable2*m.EstimateE-NdatafromUTSandE(*Source:AntonBaumelandT.Seeger,MaterialsDataforCyclic1.oading,Elsevier,1990)时于段式SN曲线，若F1.为空，则则疲惫极限值是Ncl:若两者都定义了，则两者中的保守值为:疲惫极限， 两段式SN上，着F1.为空，则疲惫极限为0; 当进行疲惫优化时，SN曲姣的疲惫极限F1.与EN曲处的相反极限NC将被忽视，以便在应力/应变

27、变更时获得连续性的结果：MATFlDescription为各向异性的频率相关材料定义属性，实现方式为在MATl的属性中勾选MATF1,然后分别定义相应的Field.Format(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)(8)(9)(10)MATFlMIDT(E)T(G)T(NU)T(RHO)T（八）T(GE)T(ST)T(SC)T(SS)叁数说明（与MATI相同的略）MID与MATl的ID相同T(E)TAB1.EDientry的杨氏粳瓜标识.通过选择1.oadCOlleCtOr实现T(G)TAB1.EDientry的剪切模他标识，通过选持1.oadcollector实现T(NU)TAB1.ED

28、ientry的泊松比标识，通过选抨1.oadcolIector实现T(RHO)TAB1.EDientry的率质标识，通过选和1.oadcollector实现T（八）TAB1.EDientry的膨胀系数标识,通过选择1.oadcollector实现T(GE)TAB1.EDientry的阻尼系数标识,通过选择1.oadCOlleCtOr实现T(ST)TAB1.EDientry的拉伸极限标识，通过选杼1.oadcollector实现T(SC)TAB1.EDientry的压缩极限标识，通过选抨1.oadcollectorJT(SS)TAB1.EDientry的剪切极限标识，通过选抨1.oadcolle

29、ctorJMATF2Description为各向异性的频率相关材料定义版性,实现方式为在MAT2的履性中勾选MATF2.然后分别定义相应的Field.Format与MATFl相像.MATF3Description为频率相关的正交材料定义国性，实现方式为在MAT3的M性中勾ilMATF3,然后分别定义相应的Field.FormatMATF8Description用于2D单元,续率川关的正交材料,与MAT8联合运用.FormatMATF9Description用于3D单元，领率相关的正交材料.与MAT9联合运用.FormatMATFlODescription嫉率相关的各向同性材料，与MATlO联合

30、运用.用于液阂耦合分析.FormatMATHEDescription非战性ItS抨性材料定义。百多种材料模曝可选，多运用MOOney-ReiiVin模型，须要三个数据CIO,COl和Dl,其中Dl为泊检比,多小越不行压缩.IK0.001.其余模型参阅文蛾,均的具体说明，FormatMATHFDescription为次冲击成型仿立定义材料阅性.Format(1)(2)(3)(4)(三)(6)(7)()(9)(10)MATHFMlDENUYKnEPSOROR45R90TAB1.E1D，敢说明:Y屈眼强度K强度指数n应变硬化指数EPSO预应变指数R0,R45,R901.ankfordcoeffici

31、ents.TAB1.EIDTableID.利用TAB1.ES1定义的stress-straincurve.注：TAB1.ES1.为MATSl,MAT33,MATX65,MATHF,定义威力-应变曲线.以及定义MATX36,MAT42,andMATX70的材料闾践.MATPElDescription定义舛性多孔材料的属性,Format(2)(3)(*)(5)(6)(7)(8)(9)(io)MATPeiMIDMATlMATlOBlOTviseGAMMAPRANDTlPORTORAFRVtET1.EMATlMHMATl(MATF1的IDMATlOIdentificationnumberofMATlO

32、bulkdataentryfortheporousmaterial.BIOTBIOTfactorDefault=1.0(Real0.0)viseFluiddynamicviscosityNodefault(Real0.0)GAMMAFluidrat100fspecificheats.Default=1.402(Real0.0)PRANDT1.FluidPrandtlnumber.Default=0.71(Real0.0)PORPorosityoftheporousmaterial.Nodefault(Real0.0)TORTortuosityoftheporousmaterial.Defaul

33、t=1.0(Real0.0)AFRAirflowresistivity.Nodefault(Real0.0)V1.EViscouscharacteristiclength.Nodefault(Real0.0)T1.EThermalcharacteristiclength.Nodefault(Real0.0)MATSlDescription定义应力相关、村利相关的材料属性.MATl中勾选Format(1)(2)(3)(4)(5)(6)(8)(10)HATSlMIDTIDTYPEHYFHR1.IMETYPSTRNIHR定义:TIDTAB1.ES1orTAB1.ESTID,用于定义非线性数据:若H给

34、定,此选项为空.TYPE材料非线性的种类.P1.ASTIC-Elastoplasticmaterial(弹般性材料)N1.E1.AST-Nonlinearelasticmaterial(琴战性冰性材料)Default=N1.E1.AST(P1.ATICfN1.E1.AST)H应力熨性应变曲线的到率.对卜完全弹性材料而言H=0,若斜率不是一个常数，则须要定义TAB1.ESI表.并在TID中引用.IlH项为空.YF屉服准则.状状1.即以应力HR硬化准则：1 =IsotropicHardening(Default)2 =KinematicHardening3 =MixedHardening,with

35、30%KinematicHardening,70%IsotropicHardeningMiXedCOmbination是可谓的，很要输入个0-1之间的数字,其中输入的数字即为KinematicHardening的贡蛾值。1.IM1初始屈服假TYPSTRN应变-应变曲线的X轴选项，指向TlD,应变类缎可选I0-totalstrainisusedonthe-ais.邦性+果性，默认选项）1-plasticstrainisusedonthe-ais.对弹型性材料而言,应力应变模里由MATl计算得到,且各向同性材料理论被运用广果性分析此时,TID析号或者/率纹要被指定其中的一个。若TID为空,H必儒被

36、指定,除材料为完全弹性的,H。切向根显(E)之间的关系：Er二三E单轴拉伸试艇的型性应变区城的曲线斜率。若TID指定，TAB1.ESl定义的应力-应变曲线数据须要遵守以下规则:若TYPE=P1.ASTlC,则数据位于第一象限？.数据点必需依次增大。若表中应变数据为总应变(TYPSTRN=0),则第一个数据点为(0,0),其次个数据点是屈网点Y1.以及相应的应变值,两点之间的斜率值必能与E相等。若表中应变数据为案性应变值(TYPSTRn=I),则第一组数据为(Yl,0).同样.TlD也可能参考TAB1.EST对歌.以上规则同样适用。JfTYPE=mN1.E1.AST,曲线-据定义于第和第：象限，

37、以适应不同的Y轴压缩数据.对于小变形分析.乱实应力.应变与工程应力.应变(或称名义应力应变之间的误差很小.X至没”误型：若不是小变形分析,须婪运用真实应力-应变曲线.若分析过程中的变形IlUB过了定义的数据区间，则数据进行浅性延长.rKinematichardeningandMixedhardening仅适用于突体，对于总应变-威力曲线叮型性应变-应力曲线.两者之间的关系式可表示为：1.IMlTl可以为空，若参考了相应的TID曲线,否则报情：，温度相关的MATSl材料，是通过TAB1.EST定义，大应变弹58性可以通过以卜方式被活：MATSl.并设置:CONTRO1.CARDPARAM1.GD

38、ISzIMATSl不适用浅性屈曲分析及载荷分析。尽管如此，你可以通过以下设置强迫OPSTRUcT求解这类模型：CONTRO1.CARDPARAMPRESUBN1.YES在含有不建议进行线性屈曲及预载荷分析MATTlDescription温度相关的各向同性材料，（注：先定义MAT1,再勾选MATTI即可，须要TAB1.EMi）Format(1)(2)(4)(5)(7)(8)(10)MATTlMIDT(E)T(G)T(NU)T(RHO)T（八）T(GE)T(ST)T(SC)T(SS)叁数定义MID与MATl的材料物号相同T(E)TAB1.EMi揭号,TAB1.EMi定义了E与涵度间的关系T(G)T

39、AB1.EMi,TAB1.EMi定义/剪切模JG与温发间的关系T(NU)TAB1.EMi,TAB1.EMi定义了泊松比与温度间的关系T(RHO)TAB1.EMitfi,TAB1.EMi定义/密收与淞度间的关系T（八）TAB1.EMi城号，TAB1.EMi定义/热膨胀系数WA度间的关系T(GE)TAB1.EMi,TAB1.EMl定义了H1.尼系数GE与温度间的关系T(ST)TAB1.EMi编号,TAB1.EMi定义了拉伸的力极眼ST，温度间的关系T(SC)TAB1.EMi,TAB1.EMi定义门K缩微双SC叮温度间的关系T(SS)TAB1.EMii,TAB1.EMi定义了剪切极限SS3温度间的关系例如:(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)(8)(9)(10)MATTl1732