Patran基础教程10-材料

S10-1PAT301,Section10,September2010Copyright2010MSC.SoftwareCorporation第10部分材料S10-2PAT301,Section10,September2010Copyright2010MSC.SoftwareCorporationMATERIALS●材料模型是具有各自特性并已命名的集合●材料可有多种本构模型(e.g.Elastic,Plastic,andCreep等材料特性，所有的这些特性都可以指定到一个材料名称中)●通过MaterialsSelector,可以直接从MSC.MVISION材料数据库中获得材料数据●材料可以定义为温度,应变,应变速率,时间,和频率的函数S10-3PAT301,Section10,September2010Copyright2010MSC.SoftwareCorporation创建材料属性●针对用户选择的分析程序,运用模板可以很方便地定义材料属性●三种方法定义材料属性●ManualInput手工输入(例如：在表格中输入E,,)●MaterialsSelector材料选择器(也就是从MSC.Mvision输入材料数据）●ExternallyDefined外部定义(即只指定材料的名称,通过对应求解器输入文件来输入数据)S10-4PAT301,Section10,September2010Copyright2010MSC.SoftwareCorporation创建材料属性(续)支持弹性结构材料模型●Isotropic各向同性结构材料(2个弹性常数)●2DOrthotropic两维正交各向异性材料(6个弹性常数)●3DOrthotropic三维正交各向异性材料(9个弹性常数)●2DAnisotropic两维各向异性材料(6个弹性常数)●3DAnisotropic三维各向异性材料(21个弹性常数)●Composite多种复合材料模型LaminateComposite层合板(有铺层顺序方式的选择)RuleofMixtures混合准则模型五种Halpin-Tsai模型ShortFiber(1-Dand2-D)短纤维复合材料S10-5PAT301,Section10,September2010Copyright2010MSC.SoftwareCorporation创建材料属性(续)支持热材料属性Isotropic各向同性热材料2DOrthotropic两维正交各向异性材料3DOrthotropic三维正交各向异性材料2DAnisotropic两维各向异性材料3DAnisotropic三维各向异性材料Composite多种复合材料模型(恒定温度)LaminateComposite层合板RuleofMixtures混合准则模型五种Halpin-Tsai模型ShortFiber(1-Dand2-D)短纤维复合材料S10-6PAT301,Section10,September2010Copyright2010MSC.SoftwareCorporation创建材料属性(续)●变化的属性用场来定义●ChangeMaterialStatus用来激活或不激活本构模型●现有材料可作为模板创建新的材料,即利用session文件或模板数据库S10-7PAT301,Section10,September2010Copyright2010MSC.SoftwareCorporation输入材料属性●首先,选择本构模型●LinearElastic●NonlinearElastic●Creep●属性数据框是根据分析程序和本构模型来定制的●当数据输入栏允许使用场时,就会出现场的列表,例如TemperatureDep/ModelVariableFieldsS10-8PAT301,Section10,September2010Copyright2010MSC.SoftwareCorporation激活/不激活材料模型●点击按钮获得图示菜单框●已有的材料本构模型将显示在Active或Inactive列表框中●从列表框中选中一个本构模型,它将移动到另一个列表框中(e.g.fromActivetoInactive)●只有激活的本构模型才会被Patran使用S10-9PAT301,Section10,September2010Copyright2010MSC.SoftwareCorporation实例:各向同性材料模型●创建一个如下所示的用于Nastran的各向同性的材料数据集合：●使得ElasticConstitutive模式“Active”并且使得Elastoplasticconstitutive模式“Inactive”E=30x106psi=0.30y=70000psiHardeningslope=7000psiS10-10PAT301,Section10,September2010Copyright2010MSC.SoftwareCorporation1.指定材料名称2.选择LinearElastic作为本构模型3.输入弹性参数,Apply实例:各向同性材料模型(续.)S10-11PAT301,Section10,September2010Copyright2010MSC.SoftwareCorporation4.将本构模型改为Elastoplastic5.选择HardeningSlope(定义应力-应变曲线中的非线性部分),输入数据并Apply6.从Materials菜单中,选择ChangeMaterialStatus,使Elastoplastic本构模型处于非激活状态,并Apply实例:各向同性材料模型(续.)S10-12PAT301,Section10,September2010Copyright2010MSC.SoftwareCorporationYZX9647208531900090900090举例:复合材料模型●用以下属性创建一个9层的复合材料●Nastran来自CQUAD4xmaterial轴向,例如在xmaterialaxis=0●ABAQUS来自Patran中全局坐标X轴投影到壳单元上,或单元属性方向系统(CID)E11=40e6E22=1e612=0.25G12=G13=0.6e6G23=0.5e6.01/.0125/.01/.0125/.01/.0125/.01/.0125/.01/0/90/0/90/0/90/0/90/0/基层材料每层厚度每层铺设角(纵向),S10-13PAT301,Section10,September2010Copyright2010MSC.SoftwareCorporation1.创建每一层的材料(2-Dorthotropic)2.输入2-Dorthotropic材料特性数据举例:复合材料模型(续)S10-14PAT301,Section10,September2010Copyright2010MSC.SoftwareCorporation3.用每一层材料创建复合材料4.定义每一层材料的厚度和方向举例:复合材料模型(续)S10-15PAT301,Section10,September2010Copyright2010MSC.SoftwareCorporation举例:复合材料模型(续)4.定义每一层材料的厚度和方向(续)S10-16PAT301,Section10,September2010Copyright2010MSC.SoftwareCorporation举例:复合材料模型(续)4.定义每一层材料的厚度和方向(续)S10-17PAT301,Section10,September2010Copyright2010MSC.SoftwareCorporation举例:复合材料模型(续)4.定义每一层材料的厚度和方向(续)S10-18PAT301,Section10,September2010Copyright2010MSC.SoftwareCorporation外部定义材料●定义材料名称,材料属性由用户从Patran的外部提供(e.g.*.bdffile)●材料名称可以是物理特征的描述●当用户不允许在MSC.Patran中输入材料数据时,只好从外部定义材料属性S10-19PAT301,Section10,September2010Copyright2010MSC.SoftwareCorporation材料选择器/MVISION总述●MaterialsSelector提供了直接从任意MSC/MVISION数据库中获得材料数据的途径●MSC/MVISION运用了关系数据库,其中材料数据以电子表格的形式储存在里面●在“ColumnHeaders”中显示属性●“Query”设置了材料数据分类标准●可以快速搜索材料属性●可自动将材料数据输出到求解器中,例如MSC.Nastran,MSC.Marc,ABAQUS,等●提供从数据库到求解器之间的单位转换S10-20PAT301,Section10,September2010Copyright2010MSC.SoftwareCorporationMSC/MVISION数据库●MIL-HDBD-5基于军事手册,用于航天飞行器结构的金属材料和单元●MIL-HDBK-17基于军事手册,用于航天飞行器结构的塑料材料,Part1-增Vehicles强塑料●PMC-90来自UDRI关于高级复合材料的工程数据●ProducerDatabanks基于制造业数据表的塑料,金属,陶瓷,和复合材料●MaterialsSelector基于1994版机械设计中的材料数据库选择器Databank●ASMstructuralSteels来自Batelle,ASM,和SAE钢手册中的结构钢数据●GEPlasticsDatabank关于通用电气塑料和树脂的工程和设计数据●FatigueDatabank工程材料的典型疲劳数据集●FiberDatabank典型复合纤维实验数据集●ThermalDatabank工程材料的典型热能数据集●Electromagnetic材料的典型电磁数据集S10-21PAT301,Section10,September2010Copyright2010MSC.SoftwareCorporation材料选择查询面板●设置准则将无关材料从MSC.MaterialsSelector列表中过滤掉●属性和操作相结合来建立查询命令举例:CNAMElike„*Alum*‟andYS11T7e4查询命令可以直接在MaterialSelectorQueryPanel栏中输入MaterialSelectorQueryPanelARC_RESISTCF_KCPCTEDENSE_TAttributesName:CNAMETradeNameofCeramicType:CharacterInRelation:DESCRIPTIONAttributeInformationSelectanAttribute=!===SelectanOperator+-*/()andornotlikeexists-Apply-ClearCancelCNAMEBuildtheQueryCommandCNAMElike„*Alum*‟andYS11T70000CTCS10-22PAT301,Section10,September2010Copyright2010MSC.SoftwareCorporation材料性质显示●创建的材料性质可以使用ShowAction来检查●材料性质以表格形式显示●可以显示Materialcompliance或刚度矩阵。S10-23PAT301,Section10,September2010Copyright2010MSC.SoftwareCorporationSTIFFNESS/COMPLIANCEMATRIX●可显示每一个本