Definizione delle curve di sollecitazione-deformazione

Le curve di sollecitazione-deformazione sono disponibili con i seguenti modelli di materiali: Elastico non lineare, Plasticità - von Mises e Plasticità - Tresca.

Per definire una curva di sollecitazione-deformazione:

  1. nella finestra Materiale, fare clic con il tasto destro sulla cartella Materiali personalizzati e selezionare Nuova categoria. Se necessario, rinominare la cartella Nuova categoria.
  2. Fare clic con il tasto destro sulla categoria appena definita e scegliere Nuovo materiale.
  3. Nella scheda Proprietà:
    1. Impostare il Tipo di modello su Elastico non lineare, Plasticità - von Mises o Plasticità - Tresca.
    2. Selezionare le Unità desiderate.
    3. Fare clic su Crea curva di sollecitazione-deformazione.
      La scheda Tabelle e curve è attiva e Curva di sollecitazione-deformazione è selezionato in Tipo.
  4. Nella casella Dati di tabella:
    1. Selezionare la sollecitazione desiderata in Unità.
    2. Nella tabella immettere la coppia di dati di deformazione e sollecitazione. Per la formulazione di deformazione, immettere i dati di deformazione logaritmica.
    3. Per aprire una nuova riga, fare doppio clic su una qualsiasi cella nella colonna Punti.
    4. Fare clic su File per leggere i dati da un file di testo *.dat con due colonne di dati.
    5. Fare clic su Visualizza per visualizzare la curva.
  5. Per salvare il materiale nella libreria dei materiali, fare clic su Salva.
  6. Fare clic su Applica.
  7. Fare clic su Chiudi.
  • Durante la soluzione, quando i valori dei dati di sollecitazione-deformazione superano l'ultimo punto dati della curva, il software estrapola in modo lineare l'ultima coppia di punti dati sulla curva di sollecitazione-deformazione immessa.
  • Per i modelli del materiale Iperelastico Ogden e Iperelastico Mooney Rivlin, è possibile definire il rapporto di stiramento (lunghezza deformata/lunghezza non deformata) rispetto alla sollecitazione nominale (area forza/iniziale) che si basa sui dati sperimentali: tensione semplice, tensione planare o taglio puro e tensione biassiale.

Input per curve di sollecitazione/deformazione

A seconda delle impostazioni, l'analisi non lineare potrebbe richiedere l'input di curve di sollecitazione/deformazione. In tal caso, la curva deve essere immessa utilizzando le corrette definizioni per la sollecitazione e la deformazione.

La tabella riportata di seguito riepiloga i tipi di sollecitazione e di deformazione da utilizzare come input per la curva di sollecitazione/deformazione, in base all'opzione di analisi e al tipo di modello del materiale usato.

Opzioni di analisi
Modello di materiale Piccola deformazione, piccolo spostamento Piccola deformazione, grande spostamento Grande deformazione, grande spostamento
Elastico non lineare Sollecitazione reale, deformazione tecnica Sollecitazione reale, deformazione tecnica N/D
Plasticità von Mises elastoplastica, plasticità Tresca, Drucker Prager Sollecitazione reale, deformazione tecnica Sollecitazione reale, deformazione tecnica Sollecitazione reale, deformazione logaritmica
Iperelastico: Mooney-Rivlin, Ogden, Blatz Ko Sollecitazione tecnica, rapporto di allungamento Sollecitazione tecnica, rapporto di allungamento Sollecitazione tecnica, rapporto di allungamento
Superelastico Sollecitazione reale, deformazione logaritmica Sollecitazione reale, deformazione logaritmica Sollecitazione reale, deformazione logaritmica
Viscoelastico Sollecitazione reale, deformazione tecnica Sollecitazione reale, deformazione tecnica N/D

Al termine dell'analisi, l'output di sollecitazione è rappresentato dalla sollecitazione Cauchy, che è la sollecitazione reale nella geometria deformata.

L'output di sollecitazione dipende dal modello del materiale e dalla scelta della formulazione di piccola o grande deformazione.

Per i modelli elastici non lineari: plasticità von Mises, plasticità Tresca, Drucker Prager, superelastico e viscoelastico, l'opzione di piccola deformazione produce deformazioni tecniche, mentre l'opzione di grande deformazione produce deformazioni logaritmiche.

Sollecitazione e deformazione reali

Se la deformazione di una barra in tensione diventa significativa, l'area della sezione trasversale cambierà. Le tradizionali definizioni tecniche per la sollecitazione e la deformazioni non sono più precise e vengono introdotte nuove misure e precisamente sollecitazione reale e deformazione reale. Nomi alternativi per queste quantità sono sollecitazione Cauchy, deformazione logaritmica e deformazione naturale.

La sollecitazione reale è , dove a è l'area della sezione trasversale deformata finale.

La deformazione reale è , dove l è la lunghezza finale e L è la lunghezza non deformata iniziale della barra.

Sollecitazione e deformazione tecniche

La sollecitazione tecnica (o sollecitazione nominale) è , dove A è l'area della sezione trasversale non deformata iniziale.

La deformazione tecnica (o deformazione nominale) è , dove Δl è la deformazione finale della barra.
  • La deformazione tecnica è una misura di piccola deformazione, non valida quando la deformazione nel modello non è più "piccola" (all'incirca più grande del 5%). La deformazione logaritmica, che è una misura di deformazione non lineare dipendente dalla lunghezza finale del modello, è usata per le simulazioni di grandi deformazioni,
  • Per il modello del materiale viscoelastico, la definizione della sollecitazione rispetto alla deformazione è sostituita dalla funzione di rilassamento rispetto al tempo.
  • Estrapolazione della curva di sollecitazione/deformazione dopo gli ultimi punti di dati della curva: per la definizione di plasticità o del materiale elastoplastico non lineare, l'ultima coppia di punti di dati viene estrapolata in modo lineare per calcolare coppie di punti di dati all'esterno della curva di sollecitazione/deformazione definita.
  • Quando viene definita una curva di sollecitazione-deformazione, il primo punto sulla curva deve essere il punto di snervamento del materiale. Le proprietà del materiale, quali modulo elastico, snervamento e così via, saranno richiamate dalla curva di sollecitazione-deformazione, quando disponibile, e non dalla tabella delle proprietà del materiale nella finestra di dialogo Materiale. Solo il coefficiente di Poisson (NUXY) sarà richiamato dalla tabella.