Abaqusの金属の材料モデリング

おそらく最も一般的でありながら重要なエンジニアリング材料は、金属合金です。金属合金は、超高層ビルから小型電子機器までのオブジェクトに使用されます。エンジニアは、シミュレーションを通じて、これらの構造の強度と耐久性を評価するように求められることがよくあります。材料モデルは、これらのシミュレーションの重要なコンポーネントです。したがって、エンジニアは、金属に使用されている材料モデルと、これらの材料モデルがどのように定義されているかを理解する必要があります。

Abaqus Unified FEA製品には、強力な材料モデリング機能があります。金属の塑性、クリープ、損傷などの材料モデルがあります。もちろん、Abaqusには、ゴム、コンクリート、土などの他の種類の材料の材料モデルが含まれていますが、これらは別の日のトピックです。

Abaqusのユーザーは、どのモデルがアプリケーションに最も適しているかを知っておく必要があります。単純な単調荷重シナリオに適した塑性定義は、より複雑な周期的荷重シナリオにはほとんど役に立たない場合があります。材料自体は同じでも、用途が変わると材料モデルが変わる場合があります。

ほとんどのAbaqusユーザーは、線形弾性や等方性硬化塑性などのより単純な材料モデルに遭遇しました。基本モデルでさえ、温度依存性や速度依存性などの高度な機能を備えていることに気付いていない可能性があります。繰り返し荷重または極端な荷重の下で見られる高度な材料挙動の材料モデルは、あまり馴染みがありません。 Abaqusには、ひずみを繰り返し加えた場合の現実的な動作を予測できる材料モデルが含まれています。 Abaqusには、極端な条件下での材料分離をシミュレートするための損傷モデリングがあります。

アプリケーションで使用できる材料モデルを見つけることは、ほんの始まりに過ぎません。材料モデルはパラメトリックであり、シミュレーションエンジニアは、材料モデルがニーズに固有になるようにパラメータを定義するタスクに直面します。彼らは、パラメータがどのように定義されているかを知る必要があり、誤ったパラメータ値を使用することの落とし穴を知る必要があります。塑性硬化曲線のノイズの多いテストデータは、処理して平滑化する必要があります。非単調な硬化曲線は問題になります。

最も基本的な金属材料モデルでさえ定義するタスクは、情報の不足によって複雑になる可能性があります。金属合金の降伏応力は、参考文献で2％のオフセット値として示されている場合があります。これは、Abaqusの塑性定義における降伏応力の適切な値ですか？そうでない場合は、なぜそうではなく、正しい降伏応力なしで適切な材料モデルを定義するにはどうすればよいでしょうか。一軸試験データは、金属の塑性を定義するために一般的に使用されますが、シミュレーションでの塑性ひずみは、ネッキングの開始時の塑性ひずみを超えることがよくあります。可塑性の定義を利用可能なデータの範囲を超えてどのように拡張できますか？

金属合金の材料モデリングの包括的な説明は、電子セミナーの枠組みに適合しません。また、すべての質問に完全に答えることはできません。幸い、SIMULIAソフトウェアユーザーが利用できるリソースはたくさんあります。 SIMULIAコミュニティは、マテリアルモデリングとSIMULIA全般に関する追加情報を求める人々にとって良い出発点です。 DassaultSystèmesナレッジベースには多くの役立つエントリが含まれており、トレーニングコースも利用できます。

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