Ортотропные свойства материала

[locti 1]

Добрый день уважаемые форумчане!

Подскажите пожалуйста, каким образом в свойствах материала для ортотропной пластины можно задать разные значения величин (коэффициент Пуассона и модуль сдвига) в зависимости от направления. Например, коэффициент Пуассона в направлении XY и коэффициент Пуассона в направлении YX.

[AlexKaz 1 822]

Например, коэффициент Пуассона в направлении XY и коэффициент Пуассона в направлении YX.

А это не одно и то же? Может всё-таки XY и YZ например?

 

Structural Guide | Chapter 8. Nonlinear Structural Analysis |

8.4. Modeling Material Nonlinearities

...

 

Anisotropic. 

The Anisotropic (ANISO) option allows for different bilinear stress-strain behavior in the material x, y, and z directions as well as different behavior in tension, compression, and shear. This option is applicable to metals that have undergone some previous deformation (such as rolling). It is not recommended for cyclic or highly nonproportional load histories since work hardening is assumed. The yield stresses and slopes are not totally independent (see the Theory Reference for ANSYS and ANSYS Workbench for details).

To define anisotropic material plasticity, use MP commands (Main Menu> Solution> Load Step Opts> Other> Change Mat Props) to define the elastic moduli (EX, EY, EZ, NUXY, NUYZ, and NUXZ). Then, issue the TB command [TB,ANISO] followed by TBDATA commands to define the yield points and tangent moduli. (See Nonlinear Stress-Strain Materials in the Elements Reference for more information.)

[locti 1]

А это не одно и то же? Может всё-таки XY и YZ например?

Может Я неправильно понимаю свойста, но мне нужно задать коэффициент Пуассона для пластины, в которой жесткость по направлению оси X (в моём понимании - XY) отлична от направления Y (в моём понимании YX).

[AlexKaz 1 822]

PRXY  — Major Poisson's ratios (also PRYZ, PRXZ).

NUXY — Minor Poisson's ratios (also NUYZ, NUXZ).

Изменено 20 октября 2015 пользователем AlexKaz

[locti 1]

Т. е. ввод свойств напрямую в workbench (engineering data) нельзя. Только через добавление коммандной строки.

[AlexKaz 1 822]

Посмотрите свойства материала в дереве вашей задачи, там можно мышкой добавить новый с изо, анизо, ортотропией. Это я Вам скинул обозначение констант

[locti 1]

Так в том-то и дело, что таких свойств Я там найти не могу. Используя Engineering data.

[AlexKaz 1 822]

Судя по WB 11 в таблице мajor'ы, minor'ы вычисляются автоматом

[locti 1]

В более новых версиях слово major отсутствует.

[soklakov 1 475]

Так в том-то и дело, что таких свойств Я там найти не могу. Используя Engineering data.

 

Странно.

[locti 1]

Странно.

коэффициент Пуассона для XY и YX, например. См. пост №3

[soklakov 1 475]

коэффициент Пуассона для XY и YX, например. См. пост №3

А, понял. Я думал, Вы таки пошутили или напутали. Как задать подсказать не смогу.

Но если не затруднит, не подскажете, в чем физика явления? А то как-то возникает ощущение, что сохранение массы не обеспечено. Вы в этой теме, наверное, давно. Объясните темным чудо разных коэффициентов Пуассона?

[locti 1]

Задача состоит в следующем:

Есть реальная конструкция, рассчитать  которую надо с помощью замены её на эквивалентную ортотропную пластину. Пластина не изотропная - значит Е1 не равно Е2 и соответственно v12 не равно v21 (в моём случае). Вот теперь, найдя характеристики пластины, хочу всунуть их в Ansys. Вот и разбираюсь как их туда можно всунуть. С ортотропными свойствами в Ansys с помощью AlexKaz (спасибо ему за это) и хэлпа (theory reference) немного разобрался. Теперь у меня возник ещё один вопрос:

Если есть матрица жёсткости материала в виде так называемой ABCD матрицы, то как её сопоставить с матрицей жёсткости для анизотропного материала в Ansys?

Изменено 22 октября 2015 пользователем locti

[AlexKaz 1 822]

К сожалению, ничего не знаю про анизотропию в МКЭ. Случаем не как всегда жесткость [Ke] = интеграл ('*[D]*) dV? Так вроде у нас матрица функций формы зависит только от геометрии КЭ и аппроксимирующей перемещения функции, а [D] - матрица упругих констант (в вашем случае с учётом анизотропии). Т.е. за вас по-любому софт всё посчитает сам. И при трёх силах и трёх моментах (6 степеней свободы) матрица будет аналогичной. Поправьте, если не так.

До теории оболочек в МКЭ я пока не добрался.  Ki это что такое, интересно?

Изменено 22 октября 2015 пользователем AlexKaz

[AlexKaz 1 822]

Похоже, углы поворота. Тета привычнее

[pavlik 1]

 

PRXY  — Major Poisson's ratios (also PRYZ, PRXZ).

NUXY — Minor Poisson's ratios (also NUYZ, NUXZ).

 

Объясните ламеру, в чем отличие мажоров от миноров? Есть какая-то формула, которая их связывает? 

[AlexKaz 1 822]

https://en.wikipedia.org/wiki/Poisson's_ratio

См. заголовок с ортотропией

[locti 1]

К сожалению, ничего не знаю про анизотропию в МКЭ. Случаем не как всегда жесткость [Ke] = интеграл ('*[D]*) dV? Так вроде у нас матрица функций формы зависит только от геометрии КЭ и аппроксимирующей перемещения функции, а [D] - матрица упругих констант (в вашем случае с учётом анизотропии). Т.е. за вас по-любому софт всё посчитает сам. И при трёх силах и трёх моментах (6 степеней свободы) матрица будет аналогичной. Поправьте, если не так.

До теории оболочек в МКЭ я пока не добрался.  Ki это что такое, интересно?

Матрица жесткости КЭ такая же. А вот матрица упругих констант как Я понимаю нет. Используемая матрица дожна содержать модули упругости для каждого направления (размерность МПа). У меня же матрица состоит из сил (размерность N - сила/длину, М - сила*длина). Думаю лучше мою задачу моделировать используя ортотропные свойства, а не анизотропные.

Кі - это кривизна изогнутой оси элемента.

[AlexKaz 1 822]

Не хочу никого путать, поэтому с осторожностью отнеситесь к информации ниже.

Могу лишь скинуть скрины из Хэлпа ANSYS, касающиеся шеллов: характерный вид матрицы упругих констант (для всех шеллов в ANSYS, как я понял) и подсчёт вектора узловых неизвестных. Первое слагаемое в выражении как раз подсчитывается с учётом сил, второе - по моментам с учётом кривизны. Куда я не смотрел, всё решение строится вектором перемещений в ДСК. Вам бы в Лиру глянуть, наверное там отдельно есть и кривизны, всё же ANSYS - софт не узко строительный.

Есть вариант взять частный случай ортотропии (стр. 405 и далее у Тимошенко - Войновского-Кригера, три странички приложил) и тупо подсчитать жёсткость. Но я всё-равно не понимаю, как уйти от конкретной геометрии элемента, и поэтому как сравнивать две матрицы жёсткости - вопрос. Наверное просто смотреть на результаты, а матрицу жёсткости оставить. Или взять Тимошенко, посмотреть, как строятся моменты (стр. 406) через интеграл по напряжениям...

arh.zip

Изменено 24 октября 2015 пользователем AlexKaz

[soklakov 1 475]

Пластина не изотропная - значит Е1 не равно Е2 и соответственно v12 не равно v21 (в моём случае).

Если честно, не выглядит логичным. Е - модуль упругости же? Из неравенства модулей упругости во взаимно перпендикулярных направлениях не следует неравенство коэффициентов  Пуассона v12  и v21.