当材料的位移与施加的载荷成线性比例时,并且当载荷消除时材料恢复到其未变形的状态,材料的这种行为称为弹性。对于弹性材料,应力与应变成正比,如下所示:
{s} = [D] {e - et}
其中 [D] 是弹性(各向同性、各向异性或正交各向异性)材料或材料刚度矩阵,{s} 是总应力向量,{e} 是总应变向量,{et} 是热应变向量。上述规则是一种近似法,对于某些类型的材料,只要应变很小,该规则就有效。上述公式称为本构关系。尽管线性弹性材料的本构关系采用这种简单形式,但对于非线性材料,本构关系会相当复杂。
线性弹性各向同性
线性弹性正交各向异性
非线性弹性
von Mises 塑性(运动性与各向同性)
Tresca 塑性(运动性与各向同性)
Drucker - Prager 塑性
超弹性材料模型可用于为类橡胶材料建模,其中的解会涉及大变形。假设材料为非线性弹性、各向同性且不可压缩
这种材料的有限元素公式由于材料的不可压缩性而具有计算困难。根据压缩性在应变能密度函数中的引入,可以使用一种惩罚方法将附加自由度组合到整体刚度矩阵中。引入惩罚函数后将应变能函数从不可压缩修改为接近不可压缩。
非线性分析所需的所有技术均适用于超弹性模型。载荷步长、网格大小和分布等需要仔细考虑。在某些情况下,尤其是当对于身边的问题没有经验时,只有通过试验和失败才会取得结果。较高顺序的单元(高品量)比较低顺序的单元(草稿品质)提供较高的计算稳定性。
Mooney - Rivlin 超弹性
Ogden 超弹性
Blatz - Ko 超弹性
材料模型描述材料的应力-应变关系。可用的材料模型取决于激活算例的类型。下面按激活算例的类型列出了可用的材料模型:
弹性模型
塑性模型
超弹性模型
粘弹性模型
蠕变模型
镍钛诺材料模型
塑性 - von Mises
除上述材料模型外,您还可以定义温度相关材料属性。
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