Patran 教程-第7章 材料(Material)課件

第七章材料（Material）1.概述◆定義材料:就是指定一個(gè)材料名，然后將特性賦給這個(gè)名稱特性包括：各向同性，各向異性，正交各向異性,復(fù)合材及本構(gòu)關(guān)系等如:取一名為steel的材料，設(shè)成各向同性，楊氏模量2.1×105N/mm2，屈服極限600MPa，松松比0.3，硬化指數(shù)0等◆不同分析程序有不同本構(gòu)定義，材料特性定義也因分析程序而異這里以MSC/NASTRAN為例

◆一種材料可有多種本構(gòu)，如Steel有彈性本構(gòu)，塑性本構(gòu)和蠕變本構(gòu)等◆對(duì)復(fù)雜材料曲線，如應(yīng)力一應(yīng)變關(guān)系，E隨溫度變化等，用Field來定義變化

◆可進(jìn)入msc/mvision材料庫(kù)，找到材料調(diào)入patran2.Patran支持的材料模型

Isotropic各向同性(2個(gè)材料參數(shù)：E、)2DOrthotropic2D正交各向異性(6個(gè)材料參數(shù)：E11、E22、12

、G12、G13、G23)3DOrthotropic3D正交各向異性(9個(gè)材料參數(shù)：3個(gè)E、3個(gè)、3個(gè)G)2DAnisotropic2D各向異性(9個(gè)材料參數(shù))3DAnisotropic3D各向異性(21個(gè)材料參數(shù))CompositePATRAN支持多種復(fù)合材料模型，其中包括laminatecomposite;RuleofMixture;5種Halpin-Tsai模型和1D、2DShortFiber模型彈性結(jié)構(gòu)材料模型linearElastic線彈性nonlinearElastic非線性彈性Elastoplaslic彈塑性Failure失效Creep蠕變Patran支持的Msc/Nastran本構(gòu)

3.創(chuàng)建材料例子例1：創(chuàng)建一種各向同性材料，名為“Steel-Outer-Shell”，材料參數(shù)為：E＝30×106psi，=0.3，y=70000psi，H=7000psi(1)點(diǎn)material(2)在MaterialName下輸入材料名：”Steel-Outer-Shell”(3)點(diǎn)InputProperties(4)輸彈性數(shù)據(jù)E和ν(5)將本構(gòu)模型（ConstitutiveModel）改Elastoplastic，選HardeningSlope，屈服函數(shù)和硬化準(zhǔn)則用缺省值(6)輸入非線性數(shù)據(jù)y和H(7)按Apply,材料建立完畢示例例3：溫度相關(guān)材料創(chuàng)建，名thermal-elastic-aluminum；彈性模量，泊松比和熱膨脹系數(shù)（）隨溫度的變化

（1）點(diǎn)Field，然后Create/MaterialProperty/TabularInput，創(chuàng)建二個(gè)Field，名稱分別為Alpha和Elastic_Modules，描述E和隨溫度的變化（2）輸入相應(yīng)數(shù)據(jù)E隨T的關(guān)系曲線；對(duì)α與T的關(guān)系曲線同樣（3）點(diǎn)Materials，輸材料名thermal-elastic-aluminum；（4）點(diǎn)InputProperty,輸入材料數(shù)據(jù)，其Alpha和ELastic_Modules從下面TemperatureDependentField內(nèi)直接點(diǎn)取（5）ApplyT（溫度）E（楊氏模量）

（泊松比）

（熱膨脹系數(shù)）010×1060.36.0×1062009.5×1060.35.0×1064009.0×1060.3.4.0×106

4.Activating/Deactivating材料模型

當(dāng)一種材料有多個(gè)本構(gòu)關(guān)系時(shí)，通過“激活”或“失效”方式選有效的本構(gòu)關(guān)系PATRAN中，該功能通過“ChangeMaterialStatus”來實(shí)現(xiàn)材料所有本構(gòu)關(guān)系都列在Active或Inactive二框中不同分析所需材料數(shù)據(jù)，及以毫米，秒，兆帕，牛頓為單位的量綱范圍

分析類型材料參數(shù)參考值一般線性分析E、E＝2.1×105

=0.3含重力，離心力的線性分析E、、E、同上；=7.8×106線性熱應(yīng)力分析E、、、T(ref)E、同上；＝1.2×105；T=20自由模態(tài)或屈曲分析E、、同上直接法的線性動(dòng)力響應(yīng)分析E、、、

一般取0.04,但不是必須的E－彈性模量 －泊松比 －密度

－阻尼系數(shù) －熱膨脹系數(shù) T－溫度6.創(chuàng)建自己常用材料庫(kù)1）File/New，用mscnastran_template為模板，建一個(gè)新數(shù)據(jù)庫(kù)，名為“Mymaterial_template”；2）不作任何操作，直接進(jìn)入Materials界面，然后將你的所有材料逐一全部創(chuàng)建3）退出PATRAN，新產(chǎn)生“Mymaterial_template.db”文件拷貝到PA