marc有限元软件-材料特性

1、最新marc有限元软件-材料特性7 材料特性 7材料特性MATERIAL PROPERTIES处理程序用来定义材料的本构关系和材料数据。材料数据与材料名称相联系。Main menu Material PropertiesMATERIAL PROPERTIESNEWREMREADNAMECOPYPREVNEXTEDITMECHANICAL MATERIAL TYPESISOTROPICORTHOTROPICANISOTROPICHYPOELASTICMORENON-MECHANICAL MATERIAL TYPESHEAT TRANSFERJOULE HEATINGFLUIDMORELAYERE

2、D MATERIALNEW COMPOSITEDEFINENEW REBARDEFINEORIENTATIONTABLEEXPERIMENTAL DATA FITTINGSHOW MODELSHOW COMPOSITEID MATERIALELEMENTS0ADDREM图 7.1 材料特性菜单，第1局部如果从 MECHANICAL MATERIAL TYPE 面板上按下了 MORE 按钮，那么显示出如下菜单：Main menu Material PropertiesMATERIAL PROPERTIESCONT.-1NEWREMREADNAMECOPYPREVNEXTEDITMORE MECH

3、ANICAL MATERIAL TYPEMOONEYOGDENFOAMSOILPOWDERPREVIOUSORIENTATIONSTABLESEXPERIMENTAL DATA FITTINGSHOW MODELSHOW COMPOSITEID MATERIALELEMENTS0ADDREM图 7.2 材料特性菜单，第2局部材料特性MATERIAL PROPERTIES菜单中的命令如下：NEW在材料名称列表中创立一个新的登记材料，使其为当前材料。自动选择一个缺省的名称。这一名称与材料相联系。Main menu Material PropertiesREM删除当前的材料。删除后，上一个材料变为当

4、前材料。如果没有上一个材料，那么下一个材料变为当前材料。READ读取数据库中存储的材料参数，参见附录B。材料列表中建立一个新材料。NAME设置或改变当前材料的名称。COPY将当前材料号复制为一个新材料。PREV在材料名称列表中选择上一个登记材料，使其为当前材料。NEXT在材料名称列表中选择下一个登记材料，使其为当前材料。在本章中，可以定义在力学、热力学、热-电耦合、流体、声学、液压轴承、静电场和静磁场分析所用到的材料数据。根据要解决的物理问题的类型，需要定义不同的材料特性。对每个材料名称都可以定义全部材料特性力学、热力学、电学等，但通常这是不必要的。在指定材料类型后，显示出一个或几个弹出菜单帮

5、助定义材料特性值。通常，一个材料名称与一组有限单元相对应。Main menu Material PropertiesEDIT选择要编辑的材料，使其为当前材料。必须指明一个材料名称。力学材料类型Mechanical Material TypesISOTROPICORTHOTROPICANISOTROPICHYPOELASTICMOONEYOGDENFOAMSOILPOWDER力学材料类型用来指明进行结构分析所需要的材料本构关系和相应的材料数据。在不同力学材料特性下的子菜单有很多都是彼此相同的。因此，只用各向同性材料的特性对所有菜单进行说明。Main menu Material Propertie

6、s Isotropic各向同性材料IsotropicISOTROPIC操作以下弹出菜单，设置各向同性材料的力学材料数据。ISOTROPIC PROPERTIES 0YOUNGS MODULUSTABLE 0POISSONS RATIOTABLE 0MASS DENSITY 0COST / VOLUME 0COST / MASSDAMPINGPLASTICITYTHERMAL EXP.RATE EFFECTSDAMAGE EFFECTSVISCO ELASTICCRACKINGCREEPDAMAGEFAILURERESETREMOVEOK图 7.3 各向同性材料特性子菜单至少应该定义弹性模量和泊

7、松比。描述各向同性材料的弹性实体，这两个参数就足够了。在动力分析和谐振分析中，还应该定义质量密度。如果施加与质量相关的载荷，如重力和离心力，也必须定义质量密度。这些特性也可以用表格定义。对与这些弹性特性，一般用以温度为自变量的图表来描述。Main menu Material Properties Isotropic 0YOUNGS MODULUSTABLE键入弹性模量E。 0POISSONS RATIOTABLE键入泊松比V。 0MASS DENSITY键入质量密度。 0COST / VOLUME输入本单位体积的花费。此选项选择用于设计最优化，目标为使花费最小。如果需要附加的材料数据。选择附加

8、按钮，将提供更多的信息。 0COST / MASS输入单位质量的花费。此选项用于设计最优化，目标是使花费最小。Main menu Material Properties Isotropic Damping各向同性阻尼Isotropic DampingDAMPING DAMPING PROPERTIESRAYLEIGH & DAMPING 0MASS MATRIX MULTIPLIER 0STIFFNESS MATRIX MULTIPLIERNUMERICAL DAMPING 0MULTIPLIERRESETREMOVEOK图 7.4各向同性阻尼特性子菜单用弹出菜单控制阻尼特性。在瞬态动力或谐振

9、分析中用的是 Rayleigh 阻尼系数。对瞬态动力分析，阻尼矩阵的形式为：对谐振分析，阻尼矩阵的形式为：式中：i 为质量系数； i 为刚度系数； i 为数值系数；M i 和 K i 是单元质量矩阵和刚度矩阵。Main menu Material Properties Isotropic Plasticity各向同性塑性Isotropic PlasticityPLASTICITY该弹出菜单用于定义所用到的塑性模型类型。可以用菜单和材料数据定义屈服面。ISOTROPIC PLASTICITY PROPERTIES METHODENTERED VALUESUSER SUB.WKSLPVISCOPL

10、ASTICITYUSER SUB.UVSCPLMATERIALS DATABASEYIELD SURFACE HARDENING RULEVON MISESOAK RIDGE NATION.LABISOTROPICLINEAR MOHR-COULOMB2-1/4 CR-MO ORNLKINEMATICPARABOLIC MOHR-COULOMBREVERSED PLASTICITY ORNCOMBINEDBUYUKOZTURK CONCRETEFULL ALPHA RESET ORNLGENERALIZED PLASTICITY 1e+20INITIAL YIELD STRESSTABLE 1

11、 2 3 OAK RIDGE NATIONAL LAB MODELHARDENING RULE 010TH CYCLE YIELD STRESSTABLE 1 2 MOHR-COULOMB & BUYUKOZTURKHARDENING RULE 0ALPHA/BETARESETREMOVEOK图 7.5各向同性材料塑性特性子菜单ENTERED VALUESUSER SUB.WKSLPVISCOPLASTICITYUSER SUB.UVSCPLMATERIALS DATABASE选择通过四种方法之一，以提供初始屈服曲面和硬化数据。确定输入的数据与激活的选项匹配，如果选择大塑性应变方程，对应的数据

12、为柯西真实应力和对数真实应变。ENTERED VALUES输入初始屈服应力，用表选项定义硬化数据。USER SUB.WKSLP输入初始屈服应力，用用户子程序WKSLP定义硬化数据。VISCOPLASTICITYUSER SUB.UVSCPL用子程序UVSCPL定义材料特性。MATERIALS DATABASE从数据库中读取屈服应力、硬化数据和温度系数。屈服面Yield SurfaceVON MISESOAK RIDGE NATION.LABLINEAR MOHR-COULOMB2-1/4 CR-MO ORNLPARABOLIC MOHR-COULOMBREVERSED PLASTICITY O

13、RNBUYUKOZTURK CONCRETEFULL ALPHA RESET ORNLGENERALIZED PLASTICITY选择适宜的屈服面。关于这些模式的详细情况，参见?MARC Volume A?。缺省时为von Mises屈服准那么。硬化准那么Hardening RuleISOTROPICKINEMATICCOMBINED选择硬化准那么，缺省为各向同性硬化。 1e+20INITIAL YIELD STRESSTABLE 1 2 3 输入材料初始屈服应力和参考表格。表格可以用来定义屈服面随以下参数的变化： 等效塑性应变 应变或运行硬化。 等效塑性应变率 速率效应 温度 温度效应程序中

14、的屈服应力由下式确定：Y=初始屈服应力表1(x)表2(y)表3(z)Main menu Material Properties Isotropic Plasticity注意：当进行小应变分析时，硬化数据由工程应力和应变给出。当应用大位移LARGE DISPLACE-MENT) 选项时，硬化数据应由第二 Piola Kirchhoff 应力和 Green-Lagrange 应变给出。当应用修正的UPDATE和有限的FINITE位移选项时，硬化数据应由真应力Cauchy和对数应变给出。 只有用 ORNL 模型时，才用第 10 周循环的屈服应力。Mohr-Coulomb & Buyukozturk

15、0ALPHA / BETA对线性Mohr-Coulomb屈服模式，键入 ALPHA，用ALPHA定义等效应力与平均应力静水压力的关系。对二次的Mohr-Coulomb屈服模式，键入 BETA，用BETA定义等效应力与平均应力静水压力平方的关系。Main menu Material Properties Isotropic Thermal Expansion各向同性热膨胀Isotropic Thermal ExpansionTHERMAL EXP.THERMAL EXPANSION PROPERTIESMETHODISOTROPICVISCOELASTICISOTROPIC THERMAL EX

16、PANSION 0THERMAL EXP. COEFTABLEVISCOELASTIC THERMAL EXPANSION 0LIQUID COEF 0SOLID COEFRESETREMOVEOK图 7.6各向同性热膨胀特性子菜单该弹出菜单用来定义各向同性热膨胀系数。方法MethodISOTROPICVISCOELASTIC选择使用恒定各向同性热膨胀系数或是粘弹性模型。各向同性热膨胀Isotropic Thermal Expansion 0THERMAL EXP. COEFTABLE输入热膨胀系数。如果特性是温度的函数，可以用图表定义。在分析程序中，热应变由下式计算：注意，MARC需要瞬态的

17、热膨胀系数值。粘弹性热膨胀Viscoelastic Thermal Expansion 0LIQUID COEF输入液态材料的热膨胀系数。 0SOLID COEF输入固态材料的热膨胀系数。用户还需输入的粘弹性数据包括Narayanaswamy热流变学的简单模型。初始温度在初始条件中的状态变量STATE VARIABLE或节点温度NODAL TEMPERATURE选项输入。Main menu Material Properties Isotropic Viscoelastic各向同性应变速率的影响：粘弹性Isotropic Rate Effects: ViscoelasticVISCOELAST

18、ICVISCOELASTIC ISOTROPIC PROPERTIES 1 1#DEVIATORICTERMSS#VOLUMETRIC TERMS TIMESHEAR CONSTAT TIME BULK CONSTANT 0 0 0 0 1 1 1 1 0 0 0 0 2 2 2 2 0 0 0 0 3 3 3 3THERMO-RHEOLOGICALLY SIMPLEPLASTICITYRESETREMOVEOK图 7.7 各向同性粘弹性特性子菜单用上面的弹出菜单定义各向同性粘弹性性能。用户可以定义两个独立的序列；一个控制偏应力剪应力特性，另一个控制膨胀的体积的特性。详细情况参见?MARC V

19、olume A，User Information?第五章。对数列中的每一项，必须输入系数和松弛时间常数。对粘弹性材料，用THERMO-RHEOLOGICALLY SIMPLE 子菜单控制热流变变换函数。该菜单见图 7.8。Main menu Material Properties Isotropic ViscoelasticTHERMO-RHEOLOGICALLY SIMPLEPLASTICITY THERMO-RHEOLOGICALLY SIMPLE PROPERTIESSHIFT FUNCTION POWER SERIES Ci 00WILLIAMS-LANDEL-FERRY 1 1 00

20、POWER SERIES 2 2 00NARAYANASWAMY 3 3 00USER SUB. TRSFAC 4 4 0 00REF. TEMPERATURE 5 5 00WILLIAMS-LANDEL-FERRY 6 6 0 00C1 7 7 0 00C2 8 8 00POWER SERIES 9 9 0 00C01010 1 00#TERMS1111 00NARAYANASWAMY1212 0 00ACTIV.ENERGY / GAS CONST.1313 0 00STRUCT.RELAX.REF.TEMP.1414 0 00FRACTION PARAMETER1515 273.15 0

21、10ABS TEMPERATAURE SHIFT 1 0010# TERMSRESETREMOVEOK图 7.8 热流变换特性子菜单已经证明，在不同温度下的应力松弛函数类似于沿时间轴变换的基准函数详细情况，参见 MARC Volume A，?User Information?。必须定义三种模型Williams-Landel-Ferry, power series expension, 或用户子程序 TRSFAC中的一种。Main menu Material Properties Isotropic Viscoelastic如果选择了 WLF 模型，必须定义参考温度通常选择玻璃相变温度和 C1，

22、C2。变换函数为：如果选择了 power series 模型，必须定义参考温度，数列的项数和参数 C0，C1 等。变换函数为如果输入了Narayanaswamy模型，需要给出能量气体常数、玻璃相变温度、比值参数，用户单位与绝对零度间的温度变换和Prony系列。Main menu Material Properties Isotropic Creep各向同性应变速率的影响：蠕变Isotropic Rate Effects: CreepCREEP CREEP PROPERTIESMETHODENTERED VALUESUSER SUB. CRPLAW 0COEFFICIENTSTRESS DEPE

23、NDENCE 0POWER LAWEXPONENTPIECEWISE-LINEARTABLECREEP STRAIN DEPENDENCE 0POWER LAWEXPONENTPIECEWISE-LINEARTABLETEMPERATURE DEPENDENCE 0POWER LAWEXPONENTPIECEWISE-LINEARTABLETIME DEPENDENCE 0POWER LAWEXPONENTPIECEWISE-LINEARTABLEIMPLICIT CREEP 0BACK STRESSRESETREMOVEOK图 7.9 蠕变特性子菜单Main menu Material Pr

24、operties Isotropic Creep该弹出菜单用来定义蠕变偏量特性。用的是 Maxwell 蠕变模型。这个模型可以看作是由串联的阻尼器、弹簧弹性元件和滑块塑性元件组成。可用该菜单或用户子程序 CRPLAW 定义蠕变特性。如果在此输入数据，蠕变特性表示为式中A 为系数。函数 f，g，h和k 或者为分段线性函数或者为指数函数。如果用线性函数，要与已存在的图表相联系。如果用指数函数，必须定义指数。对 Norton 蠕变，只须给定系数和与应力相关的指数。Main menu Material Properties Isotropic Cracking各向同性损伤的影响：断裂Isotropic

25、 Damage Effects: CrackingCRACKING CRACKING PROPERTIESMETHODENTERED VALUESUSER SUB. UCRACK 0CRITICAL STRESS 0SOFTENING MODULUS 0CRUSHING STRAIN 0SHEAR RETENTIONRESETREMOVEOK 图 7.10 断裂特性子菜单用该弹出菜单可定义微观结构断裂模型的参数。或者在此直接输入数据，或者用用户子程序 UCRACK 定义断裂模型。至少必须定义临界应力，该应力是断裂时的拉伸应力。压坏应变决定压缩时的特性。软化模型和剪切保持因子定义产生裂纹后的特性

26、。用图表定义这些变量与温度的变化关系。关于详细情况，参见 MARC Volume A，?User Information?。Main menu Material Properties Isotropic Damage各向同性损伤的影响：损伤Isotropic Damage Effects: DamageDAMAGE DAMAGE PROPERTIESVOID NUCLEATION METHODNONEPLASTIC STRAIN CONTROLSTRESS CONTROLUSER SUBROUTINE UVOIDN 01ST YIELD SURFACE MULTIPLIER 02ST YIEL

27、D SURFACE MULTIPLIER 0INITIAL VOID VOLUME FRACTION 0CRITICAL VOID VOLUME FRACTION 0FAILURE VOID VOLUME FRACTION 0MEAN STRESS/STRAIN FOR NUCLEATION 0STANDARD DEVIATION 0VOLUME FRACTION FOR VOID NUCLEATIONRESETREMOVEOK图 7.11 损伤特性子菜单用该弹出菜单定义 Gurson 损伤模型的参数。该模型对传统的 Von Mises 屈服准那么进行了修正，包含了材料中空穴的影响。可定义由塑

28、性应变，应力，或用户子程序控制的空穴成核的三个模式中的一个关于详细情况，参见MARC Volume A，?User Information?。第一和第二屈服面乘子用来修正屈服面。 f*=f 当 f fc 时 当 f fc 时式中：q1 为第一屈服面乘子；q2 为第二屈服面乘子；f 为空穴体积分数；fc 为临界空穴体积分数；fF 为破坏空穴体积分数。初始空穴体积分数可通过初始条件INITIAL CONDITIONS命令定义；缺省值为零。当空穴体积分数到达临界空穴体积分数时，空穴的聚合发生，其结果使刚度迅速下降。当到达破坏空穴体积分数时，材料破坏。Main menu Material Proper

29、ties Isotropic Failure各向同性损伤的影响：破坏Isotropic Damage Effects: FailureFAILUREFAILURE CRITERIA PROPERTIESPROGRESSIVE FAILURECRITERIA 1CRITERIA 2CRITERIA 3MAXIMUM STRESSMAXIMUM STRESSMAXIMUM STRESSMAXIMUM STRAINMAXIMUM STRAINMAXIMUM STRAINHOFFMANHOFFMANHOFFMAHILLHILLHILLTSAI-WUTSAI-WUTSAI-WUUSER SUB. UFA

30、ILUSER SUB. UFAILUSER SUB.UFAILNONENONENONERESETREMOVEOK图 7.12 破坏判据特性子菜单该弹出菜单控制破坏模型。每种材料有三种与之相联系的破坏判据。可选择最大应力，最大应变，Hoffman，Hill，Tsai-Wu破坏判据或用户定义的破坏理论。关于更详细情况，参见 MARC Volume A，?User Information?。根据所选择的破坏判据，会出现新菜单用以输入材料数据。破坏判据菜单和命令见以下各页。Main menu Material Properties Isotropic FailurePROGRESSIVE FAILUR

31、E激活渐进破坏模型。当破坏判据满足时，材料刚度下降，关于进一步的信息，参见 MARC Volume A，?User Information?。MAXIMUM STRESSMAXIMUM STRESS FAILURE CRITERIA 0MAX TENSILE STRESS X 0MAX COMPRESSIVE STRESS X 0MAX TENSILE STRESS Y 0MAX COMPRESSIVE STRESS Y 0MAX TENSILE STRESS Z 0MAX COMPRESSIVE STRESS Z 0MAX SHEAR STRESS XY 0MAX SHEAR STRESS

32、YZ 0MAX SHEAR STRESS ZXOK图 7.13 最大应力破坏判据子菜单该弹出菜单用最大应力理论控制破坏参数。当任何一个子破坏判据满足时，认为材料破坏。根据应力分量的个数，按需要可输入多个与应力分量相关的系数。对三维应力分析，需要 9 个系数。对薄壳理论只需要 5 个系数。Main menu Material Properties Isotropic FailureMAXIMUM STRAINMAXIMUM STRAIN FAILURE CRITERIA 0MAX TENSILE STRAIN X 0MAX COMPRESSIVE STRAIN X 0MAX TENSILE ST

33、RAIN Y 0MAX COMPRESSIVE STRAIN Y 0MAX TENSILE STRAIN Z 0MAX COMPRESSIVE STRAIN Z 0MAX SHEAR STRAIN XY 0MAX SHEAR STRAIN YZ 0MAX SHEAR STRAIN ZXOK图 7.14 最大应变破坏判据子菜单该弹出菜单用最大应变理论控制破坏参数。当任何一个子破坏判据满足时，认为材料破坏。根据应变分量的个数，按需要可输入多个与之相关的系数。对三维应力分析，需要 9 个系数。对薄壳理论只需要 5 个系数。Main menu Material Properties Isotropic

34、 FailureHOFFMANHOFFMAN FAILURE CRITERIA 0MAX TENSILE STRESS X 0MAX COMPRESSIVE STRESS X 0MAX TENSILE STRESS Y 0MAX COMPRESSIVE STRESS Y 0MAX TENSILE STRESS Z 0MAX COMPRESSIVE STRESS Z 0MAX SHEAR STRESS XY 0MAX SHEAR STRESS YZ 0MAX SHEAR STRESS ZX 1FAILURE INDEXOK图 7.15 Hoffman 破坏判据子菜单用该菜单输入与 Hoffman

35、 破坏判据相关的参数。Main menu Material Properties Isotropic FailureHILLHILL FAILURE CRITERIA 0MAX TENSILE STRESS X 0MAX TENSILE STRESS Y 0MAX TENSILE STRESS Z 0MAX SHEAR STRESS XY 0MAX SHEAR STRESS YZ 0MAX SHEAR STRESS ZX 1FAILURE INDEXOK图 7.16 Hill 破坏判据子菜单该弹出菜单用来定义 Hill 破坏判据的参数。Main menu Material Properties

36、 Isotropic FailureTSAI-WUTSAI-WU FAILURE CRITERIA 0MAX TENSILE STRESS X 0MAX COMPRESSIVE STRESS X 0MAX TENSILE STRESS Y 0MAX COMPRESSIVE STRESS Y 0MAX TENSILE STRESS Z 0MAX COMPRESSIVE STRESS Z 0MAX SHEAR STRESS XY 0MAX SHEAR STRESS YZ 0MAX SHEAR STRESS ZX 1FAILURE INDEX 0INTERACTIVE STRENGTH TENSOR

37、 XY 0INTERACTIVE STRENGTH TENSOR YZ 0INTERACTIVE STRENGTH TENSOR ZXOK图 7.17 Tsai-Wu 破坏判据子菜单该弹出菜单用来定义 Tsai-Wu 破坏判据的控制参数。 USER SUB.UFAIL激活定义破坏判据的用户子程序UFAIL。USER SUB.UFAIL关闭当前的破坏判据。Main menu Material Properties Orthotropic正交各向异性材料OrthotropicORTHOTROPIC操作以下弹出菜单，定义正交各向异性材料的材料数据。 ORTHOTROPIC PROPERTIESYOU

38、NGS MODULI 0E11TABLE 0E22TABLE 0E33TABLEPOISSONS RATIOS 0NU12TABLE 0NU23TABLE 0NU31TABLESHEAR MODULI 0G12TABLE 0G23TABLE 0G31TABLE 1MASS DENSITY 0COST / VOLUME 0COST / MASSDAMPINGPLASTICITYTHERMAL EXP.RATE EFFECTSDAMAGE EFFECTSVISCOELASTICDAMAGECREEPFAILURERESETREMOVEOK图 7.18 正交各向异性材料特性子菜单Main menu

39、Material Properties Orthotropic对通常的正交各向异性的弹性实体，必须定义 9 个弹性常数E11，E22，E33，12，23，31，G12，G23，G31。对动力分析和谐振分析，还应该定义质量密度，如果有与质量相关的载荷如重力和离心力，也必须定义质量密度。这些性能也可用图表表示。对弹性特性，一般用以温度为自变量的图表来描述这些特性。如果设计目标是为使花费最小，使用单位质量花费或单位体积花费用于设计最优化。正交各向异性阻尼Orthotropic DampingDAMPING对正交各向异性材料阻尼ORTHOTROPIC DAMPING的菜单和命令与各向同性材料阻尼ISO

40、TROPIC DAMPING的相同。关于其全部信息参见 7-8 页。正交各向异性塑性Orthotropic PlasticityPLASTICITY ORTHOTROPIC PLASTICITY PROPERTIESMETHODENTERED VALUESUSER SUB.WKSLPYIELD SURFACEHARDENING RULEVON MISESISOTROPICOAK RIDGE NATION LAB.KINEMATICGENERALIZED PLASTICITYCOMBINED 1e+20INITIAL YIELD STRESSTABLE 1 2 3HILL DIRECT STRE

41、SS YIELD RATIOSHILL SHEAR STRESS YIELD RATIOSHARDENING RULE 1 1YRDIR1YRSHR1 1 1YRDIR2YRSHR2 1 1YRDIR3YRSHR3OAK RIDGE NATIONAL LAB MODELHARDENING RULE 1e+2010TH CYCLE YIELD STRESSTABLE 1RESETREMOVEOK图 7.19 正交各向异性材料塑性特性子菜单该弹出菜单用来定义所用到的塑性模型类型。在三种屈服面Von Mises，ORNL或广义塑性中选择要用的屈服面。在各向同性硬化、运动硬化和联合硬化Isotropi

42、c, Kinematic, 或Combined模式中，选择一种硬化模式。关于这些模式的详细情况，参见 MARC Volume A，?User Information?。缺省时为 Von Mises 屈服准那么和各向同性硬化模式。如果有塑性情况发生，必须定义初始屈服应力。Main menu Material Properties Orthotropic方法METHODENTERED VALUESUSER SUB.WKSLP屈服面可以在这里定义也可以通过用户子程序WKSLP给出。可用图表定义屈服面，屈服面的变量为以下参数之一： 等效塑性应变 应变或工作硬化 等效塑性应变速率 速率影响 温度 温度影

43、响程序中的屈服应力值由下式给出：y=初始屈服应力表1(x) 表2(y) 表3(z)只有用 ORNL 模型时，才用第 10 周循环屈服应力。Main menu Material Properties Orthotropic正交各向异性热膨胀Orthotropic Thermal ExpansionTHERMAL EXP. THERMAL EXPANSION PROPERTIESMETHODENTERED VALUESUSER SUB. ANEXPUSER SUB.ANEXPORTHOTROPIC THERMAL EXPANSION 0ALPHA11TABLE 0ALPHA22TABLE 0ALP

44、HA33TABLERESETREMOVEOK图 7.20 正交各向异性材料热膨胀特性子菜单方法METHODENTERED VALUESUSER SUB. ANEXPUSER SUB.ANEXP选择直接键入数据或用用户子程序ANEXP定义材料的热膨胀特性。正交各向异性热膨胀Orthotropic Thermal Expansion 0ALPHA11TABLE 0ALPHA22TABLE 0ALPHA33TABLE键入正交各向异性材料线膨胀系数。注意MARC程序需要瞬态的系数值。粘弹性热膨胀Viscoelastic Thermal Expansion 0LIQUID COEF 0SOLID COE

45、F输入液态和固态下材料的热膨胀系数。Main menu Material Properties Orthotropic正交各向异性粘弹性Orthotropic ViscoelasticVISCOELASTICORTHOTROPIC VISCOELASTIC PROPERTIES 1 # TERMSTIMEYOUNGS MODULIPOISSONS RATIOSSHEAR MODULI 0 1 0 2 0 3THERMO-RHEOLOGICALLY SIMPLEPLASTICITYRESETREMOVEOK图 7.21正交各向异性材料粘弹性特性子菜单用该弹出菜单定义正交各向异性材料粘弹性特性。可

46、定义与9个弹性常数E11，E22，E33，v12，v23，v31，G12，G23，G31中每一个对应的应力松弛函数。假设在每一数列中的项数相同，并且每一数列所用的松弛时间相同关于进一步情况，参见 MARC Volume A,? User Information?。在此定义项数和松弛时间。数列的参数在后面的弹性模量，泊松比和剪切模量的菜单中定义。Main menu Material Properties OrthotropicYOUNGS MODULI E11 E22 E33 0 0 0 1 1 1 0 0 0 2 2 2 0 0 0 3 3 3OK图 7.22 弹性模量子菜单用弹出菜单定义与弹

47、性模量 E11，E22和E33 对应的应力松弛数据。POISSONS RATIOS NU12 NU23 NU31 0 0 0 1 1 1 0 0 0 2 2 2 0 0 0 3 3 3OK图 7.23 泊松比子菜单用弹出菜单定义与泊松比 12，23和31 对应的应力松弛数据。Main menu Material Properties OrthotropicSHEAR MODULI G12 G23 G31 0 0 0 1 1 1 0 0 0 2 2 2 0 0 0 3 3 3OK图 7.24 剪切模量子菜单用弹出菜单定义与剪切模量 G12，G23和G31对应的应力松弛数据。THERMO-RHEO

48、LOGICALLY SIMPLEPLASTICITY正交各向异性材料的THERMO-RHEOLOGICALLY SIMPLE的菜单和命令与各向同性材料粘弹性的THERMO-RHEOLOGICALLY SIMPLE的相同。关于其完整信息，参见 7-16 页。正交各向异性蠕变Orthotropic CreepCREEP正交各向异性材料的蠕变ORTHOTROPIC CREEP菜单和命令与各向同性材料蠕变ISOTROPIC CREEP的相同。关于其完整信息，参见 7-18 页。Main menu Material Properties Orthotropic正交各向异性损伤Orthotropic Da

49、mageDAMAGE正交各向异性材料损伤ORTHOTROPIC DAMAGE的菜单和命令与各向同性材料损伤ISOTROPIC DAMAGE的相同。关于其完整信息，参见 7-21 页。正交各向异性材料破坏FAILURE正交各向异性材料的破坏ORTHOTROPIC FAILURE菜单和命令与各向同性材料破坏ISOTROPIC FAILURE的相同。关于其完整信息，参见 7-23 页。Main menu Material Properties Anisotropic各向异性材料AnisotropicANISOTROPIC操作如下弹出菜单，定义一般各向异性材料的材料数据。 ANISOTROPIC PR

50、OPERTIES METHODENTERED VALUESUSER SUBS. ANELAS.，HOOKLW，ANPLAS1MASS DENSITY 0 0 0 11 12 13 0 0 0 21 22 23 0 0 0 31 32 33 0 0 0 41 42 43 0 0 0 51 52 53 0 0 0 61 62 63DAMPINGPLASTICITYTHERMAL EXP.RATE EFFECTSDAMAGE EFFECTSCREEPDAMAGEFAILURERESETREMOVEOK图 7.25 各向异性材料特性子菜单Main menu Material Properties An

51、isotropic方法MethodENTERED VALUESUSER SUBS. ANELAS.，HOOKLW，ANPLAS有两种选择，或者在此处直接输入对称的各向异性应力应变规律，或者通过用户子程序定义各向异性应力应变规律。需要 21 个常数。各向异性阻尼Anisotropic DampingDAMPING各向异性材料阻尼ANISOTROPIC DAMPING的菜单和命令与各向同性材料阻尼ISOTROPIC DAMPING的相同。关于其完整信息，参见 7-8 页。Main menu Material Properties Anisotropic各向异性塑性Anisotropic Plast

52、icityPLASTICITY ANISOTROPIC PLASTICITY PROPERTIESMETHODENTERED VALUESUSER SUB.WKSLPYIELD SURFACEHARDENING RULEVON MISESISOTROPICOAK RIDGE NATION.LABKINEMATICGENERALIZED PLASTICITYCOMBINED1e+20INITIAL YIELD STRESSTABLE 1 2 3 HILL DIRECT STRESS YIELD RATIOS HILL SHEAR STRESS YIELD RATIOSHILL SHEAR YIE

53、LD RATIOSHARDENING RULE 1 1YRDIR1YRSHR1 1 1YRDIR2YRSHR2 1 1YRDIR3YRSHR3 OAK RIDGE NATIONAL LAB MODELHARDENING RULE 1e+2010TH CYCLE YIELD STRESSTABLE 1RESETREMOVEOK图 7.26 各向异性材料塑性特性子菜单用该菜单定义所用到的塑性模型类型。可选择 Von Mises 或 ORNL 屈服面。在各向同性硬化、运动硬化和联合硬化Isotropic，Kinematic，或Combined模式中，选择一种硬化模式。关于这些模式的详细情况，参见MA

54、RC Volume A，?User Information?。缺省时为 Von Mises 屈服准那么和各向同性硬化模式。当有塑性产生时，必须定义初始屈服应力。Main menu Material Properties Anisotropic 可用图表定义屈服面，屈服面的变量为以下参数之一： 等效塑性应变 应变或工作硬化 等效塑性应变速率 速率影响 温度 温度影响程序中的屈服应力的值由下式给出：y=初始屈服应力表1(x) 表2(y) 表3(z)只有用 ORNL 模型时，才用第 10 周循环屈服应力。各向异性热膨胀Anisotropic ThermalTHERMAL EXP.本菜单让用户输入六个

55、各向异性热膨胀系数，或选择使用用户子程序。各向异性蠕变Anisotropic CreepCREEP这一菜单和与其相关的命令与各向同性材料蠕变 (ISOTROPIC CREEP的相同。关于其完整信息，参见 7-18 页。各向异性损伤Anisotropic DamageDAMAGE这一菜单和与其相关的命令与各向同性材料损伤 (ISOTROPIC DAMAGE的相同。关于其完整信息，参见 7-21 页。各向异性破坏Anisotropic FailureFAILURE这一菜单和与其相关的命令与各向同性材料破坏 (ISOTROPIC FAILURE的相同。关于其完整信息，参见 7-23 页。Main m

56、enu Material Properties Hypoelastic亚弹性HypoelasticHYPOELASTIC操作如下弹出菜单，定义亚弹性材料的材料数据。HYPOELASTIC PROPERTIES METHODUSER SUB.HYPELAUSER SUB.HYPELA2USER SUB.UBEAM DATA PASSED TO USER SUB.HYPELA2DEF. GRADIENT，ROTATION TENSORDEF. GRADIENT & STRETCH RATIOSDEF. GRADIENT，ROTATION TENSOR & STRETCH RATIOS 1MASS

57、DENSITYDAMPINGTHERMAL EXP. RATE EFFECTSCREEPRESETREMOVEOK图 7.27 亚弹性材料特性子菜单这种材料模型假设由用户子程序 HYPELA 定义材料的本构关系和应力增量。 用弹出菜单定义质量密度。这在动力分析或如果应用诸如重力或离心力的载荷时是必需的。Main menu Material Properties Hypoelastic亚弹性分析方法Hypoelastic MethodUSER SUB.HYPELAUSER SUB.HYPELA2USER SUB.UBEAM选择定义材料特性的用户子程序。HYPELA或HYPELA2可用于除了弹性梁

58、单元52和98外的所有单元。HYPELA2需要用户选择进入信息。传入用户子程序HYPELA2的数据Data Passed to User Sub.HYPELA2DEF. GRADIENT，ROTATION TENSORDEF. GRADIENT & STRETCH RATIOSDEF. GRADIENT，ROTATION TENSOR & STRETCH RATIOS选择变形梯度F，延展系数和/或旋转张量R作为传入HYPELA2的数据。亚弹性材料阻尼Hypoelastic DampingDAMPING这个菜单和与之相关的命令与各向同性材料阻尼 (ISOTROPIC DAMPING的相同。关于其

59、全部信息，参见 7-8 页。亚弹性材料热膨胀 (Hypoelastic Thermal Expansion)THERMAL EXP.激活下面菜单，定义热膨胀系数。THERMAL EXPANSION PROPERTIES METHODENTERED VALUESUSER SUB. ANEXPUSER SUB.UBEAM 1MASS DENSITYTABLERESETREMOVEOK 图7.28 亚弹性材料热膨胀系数子菜单该菜单用于定义热膨胀系数。这里输入的值为缺省值，另外还可以用子程序ANEXP进行设置。可以给出图表的名字，使之和与温度相关的系数相互参照。注意，MARC程序需要瞬态参数值。初始温

60、度通过初始条件中的状态变量STATE VARIABLE选项输入。新的温度值通过边界条件中的状态变量STATE VARIABLE或节点温度NODAL TEMPERATURE选项输入。在分析程序中，热应变由下式计算：亚弹性材料蠕变Hypoelastic CreepCREEP这一菜单和与之相关的命令与各向同性材料蠕变 (ISOTROPIC CREEP的相同。关于其完整信息，参见 7-18 页。Main menu Material Properties Mooney注意：当用该材料模型进行平面应变、轴对称或三维分析时，要用 Herrmann 不可压缩单元。MOONEY材料模型MooneyMOONEY操