5. Ввод свойств материалов

В MSC/NASTRAN могут быть заданы изотопные, ортотопные и анизоторпные материалы. В линейном расчета могут быть использованы:

• Изотопный материал (карта MAT 1) - может быть использован во всех элементах при линейном расчете.

• Двухмерный анизотропный материал (МАТ2) - материал для моделирования в пластинах и оболочках. Свойства материала в плоскости элемента задаются относительно материальной системы координат элемента. Могут быть заданы характеристики материала для поперечного сдвига.

• Осесимметричный объемный ортотропный материал (МАТЗ) -используется только в осесимметричных задачах.

• Двухмерный ортотропный материал (МАТ8) - определяет ортотропные свойства материалов для элементов пластин и оболочек. Могут быть заданы характеристики материала для поперечного сдвига.

• Трехмерный анизотропный материал (МАТ9) - определяет свойства анизотропных материалов объемных элементов. МАТ9 может быть также использован для задания трехмерных ортотропных материалов.

При моделировании двухмерных композиционных конструкций существуют две возможности. Первая заключается в использовании карт PSHELL с непосредственным заданием соответствующих характеристик материалов и геометрических параметров. Метод применим для простых композитов, однако для большинства композитов определение соответствующих характеристик материалов является довольно сложной процедурой. Второй способ заключается в использование карт РСОМР. Ввод данных для РСОМР производится послойно. MSC/NASTRAN производит вычисление эквивалентных карт PSHELL. Другим достоинством второго метода является возможность вычисления напряжений и деформаций в каждом из слоев, межслоевых напряжений и вычисление запасов прочности. Для задач трехмерного анализа характеристики материала должны быть заданы пользователем. Матрица материала определяется картами МАТ9.

5.1. Изотропный материал мат1

Изотропный материал, задаваемый картами MAT1, полностью определяется 2 константами. Эти константы могут быть любыми комбинациями величин Е, G и . Можно определить все 3 константы, но будут использованы только 2. 3-я вычисляется с использованием формулы

G =

Если введены все 3 константы и они не удовлетворят приведенному выше соотношению, будут использованы все три и выдано предупреждающее сообщение. Рекомендуется ввод только 2 констант. Для одномерных элементов Е есть модель упругости, G -модуль сдвига при кручении и поперечном сдвиге. Для двухмерных и трехмерных элементов при построении матриц материала используются Е, G и ).

В MAT1 производится также задание плотности материала, коэффициента температурного расширения и пределов прочности.

Формат MAT1 следующий

MAT1	MID	E	G	NU	RHO	A	TREF	GE
	ST	SC	SS	MCSID

Где

MID - идентификационный номер материала

Е - модель Юнга

G - модуль сдвига

NU - коэффициент Пуассона

RHO - плотность

А - коэффициент температурного расширения

TREF - ссылочная температура

ST, SC, SS - пределы прочности на растяжение, сжатие и сдвиг

MCSID - идентификационный номер системы координат материала.

В поле GE задается коэффициент демпфирования материала, в статическом анализе он не используется.