Modelli di scorrimento
Lo scorrimento è una deformazione dipendente dal tempo in stato di sollecitazione costante. Lo scorrimento viene osservato nella maggior parte dei materiali di costruzione, soprattutto nei metalli ad elevate temperature, polimeri plastici, calcestruzzo, propellente solido in motori a razzo. Poiché gli effetti di scorrimento si sviluppano nel tempo, l'analisi dinamica solitamente li trascura.
La curva di scorrimento è un grafico della deformazione rispetto al tempo. È possibile distinguere tre diversi regimi: primario, secondario e terziario (vedere la figura seguente). Solitamente vengono presi in considerazione il regime primario e secondario.
Sono implementate due leggi di scorrimento basate sull'approccio dell'equazione di stato. Ciascuna legge definisce un'espressione per la deformazione di scorrimento uniassiale della sollecitazione uniassiale e del tempo.
Legge di potenza classica per lo scorrimento (legge di Bailey-Norton)
dove:
T = Temperatura (Kelvin) (= temperatura immessa + temperatura di riferimento + temperatura di offset)
C
T = Una costante del materiale che definisce la dipendenza dalla temperatura dello spostamento
C0 è la Costante di scorrimento 1 immessa nella scheda Proprietà della finestra di dialogo Materiale.
La Costante di scorrimento 1 deve essere specificata utilizzando le unità del sistema SI. Il fattore di conversione è uguale a 1/ (sollecitazione ^ (C1) * tempo^(C2)). La sollecitazione deve essere espressa in N/m2, mentre il tempo deve essere espresso in secondi.
C1 è la Costante di scorrimento 2 e C2 è la Costante di scorrimento 3, entrambe specificate nella finestra delle proprietà del materiale.
La legge di potenza classica per lo scorrimento rappresenta il regime primario e quello secondario in una formula. Il regime terziario dello scorrimento non viene considerato. “t” è il tempo effettivo (non pseudo) attuale e sigma è la sollecitazione monoassiale totale al tempo t.
Per estendere queste leggi a comportamenti di spostamento multiassiale, viene introdotto il seguente presupposto:
-
La legge di scorrimento uniassiale resta valida se la deformazione di scorrimento uniassiale e la sollecitazione uniassiale vengono sostituiti dai rispettivi valore effettivi.
-
Il materiale è isotropo
-
Le deformazioni di scorrimento sono incomprimibili
Per un'analisi di scorrimento numerica, in cui è possibile applicare un carico ciclico, in base alla regola di indurimento da deformazione, la velocità di deformazione di scorrimento attuale è espressa come funzione della sollecitazione attuale e la deformazione di scorrimento totale:
dove:
