/FAIL/ALTER

ブロックフォーマットキーワード ウィンドシールドなどガラス用途のための高度な非線形応力ベースの破壊基準。

破壊応力は、微小亀裂および亀裂伝播速度を定義するパラメータによって表されます。X-FEMでは、応力は亀裂方向に垂直で0に設定されます。

フォーマット

(1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) (8) (9) (10)
/FAIL/ALTER/mat_ID/unit_ID
Exp_n V0 Vc Ncycles Irate   mode
Cr_foil Cr_air Cr_core Cr_edge grsh4N grsh3N
KIC KTH Rlen        
オプションの行
(1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) (8) (9) (10)
fail_ID                  

定義

フィールド 内容 SI単位の例
mat_ID 材料識別子

(整数、最大10桁)

 
unit_ID 単位識別子

(整数、最大10桁)

 
Exp_n 亜臨界亀裂進展の亀裂進展指数

デフォルト = 16.0(実数)

 
V0 KICにおける亜臨界亀裂進展の亀裂進展速度

デフォルト = 0.0(実数)

[ m s ] MathType@MTEF@5@5@+= feaagKart1ev2aaatCvAUfeBSjuyZL2yd9gzLbvyNv2CaerbuLwBLn hiov2DGi1BTfMBaeXatLxBI9gBaerbd9wDYLwzYbItLDharqqtubsr 4rNCHbGeaGqiVu0Je9sqqrpepC0xbbL8F4rqqrFfpeea0xe9Lq=Jc9 vqaqpepm0xbba9pwe9Q8fs0=yqaqpepae9pg0FirpepeKkFr0xfr=x fr=xb9adbaqaaeGaciGaaiaabeqaamaabaabaaGcbaWaamWaaeaada Wcaaqaaiaab2gaaeaacaqGZbaaaaGaay5waiaaw2faaaaa@39DE@
Vc 最大亀裂進展速度ガラス

デフォルト = 0.0(実数)

[ m s ] MathType@MTEF@5@5@+= feaagKart1ev2aaatCvAUfeBSjuyZL2yd9gzLbvyNv2CaerbuLwBLn hiov2DGi1BTfMBaeXatLxBI9gBaerbd9wDYLwzYbItLDharqqtubsr 4rNCHbGeaGqiVu0Je9sqqrpepC0xbbL8F4rqqrFfpeea0xe9Lq=Jc9 vqaqpepm0xbba9pwe9Q8fs0=yqaqpepae9pg0FirpepeKkFr0xfr=x fr=xb9adbaqaaeGaciGaaiaabeqaamaabaabaaGcbaWaamWaaeaada Wcaaqaaiaab2gaaeaacaqGZbaaaaGaay5waiaaw2faaaaa@39DE@
Ncycles 反復する応力フィルタリング期間。Irate=0の場合にのみ使用されます。 2
= 1(デフォルト)
フィルタリングなし

(整数)

 
Irate 応力速度フィルタリング手法
= 0
Ncyclesを用いた指数移動平均
= 1
最後の50サイクルを用いた算術平均

(整数)

 
mode 近傍の要素間の破壊進展モデルを切り替えるためのフラグ
= 0(デフォルト)
破壊進展なし
= 1
XFEM破壊進展
= 2
等方性フロントウェーブ進展
= 3
要素エッジを介した方向進展
= 4
エッジと対角線を介した方向進展

(整数)

 
Cr_foil 下部サーフェスにおける亀裂深さ

デフォルト = 0.0(実数)

[ m ]
Cr_air 上部サーフェスにおける亀裂深さ

デフォルト = 1.0(実数)

[ m ]
Cr_core 底部とサーフェスの積分点の間の亀裂深さ

デフォルト = 1.0(実数)

[ m ]
Cr_edge ウィンドシールドのエッジ要素における亀裂深さ

デフォルト = 1.0(実数)

[ m ]
grsh4N (オプション)4節点エッジシェル要素のグループ識別子

デフォルト = 0(整数)

 
grsh3N (オプション)3節点エッジシェル要素のグループ識別子

デフォルト = 0(整数)

 
KIC 破壊靭性

デフォルト = 0.0(実数)

[ P a m ] MathType@MTEF@5@5@+= feaagKart1ev2aaatCvAUfeBSjuyZL2yd9gzLbvyNv2CaerbuLwBLn hiov2DGi1BTfMBaeXatLxBI9gBaerbd9wDYLwzYbItLDharqqtubsr 4rNCHbGeaGqiVu0Je9sqqrpepC0xbbL8F4rqqrFfpeea0xe9Lq=Jc9 vqaqpepm0xbba9pwe9Q8fs0=yqaqpepae9pg0FirpepeKkFr0xfr=x fr=xb9adbaqaaeaaciGaaiaabeqaamaabaabaaGcbaWaamWaaeaaca WGqbGaamyyamaakaaabaGaamyBaaWcbeaaaOGaay5waiaaw2faaaaa @3AB8@
KTH 疲労のしきい値

デフォルト = 0.0(実数)

[ P a m ] MathType@MTEF@5@5@+= feaagKart1ev2aaatCvAUfeBSjuyZL2yd9gzLbvyNv2CaerbuLwBLn hiov2DGi1BTfMBaeXatLxBI9gBaerbd9wDYLwzYbItLDharqqtubsr 4rNCHbGeaGqiVu0Je9sqqrpepC0xbbL8F4rqqrFfpeea0xe9Lq=Jc9 vqaqpepm0xbba9pwe9Q8fs0=yqaqpepae9pg0FirpepeKkFr0xfr=x fr=xb9adbaqaaeaaciGaaiaabeqaamaabaabaaGcbaWaamWaaeaaca WGqbGaamyyamaakaaabaGaamyBaaWcbeaaaOGaay5waiaaw2faaaaa @3AB8@
Rlen 参照長さ

デフォルト = 1.0(実数)

[ m ]
fail_ID 破壊基準識別子 9

(整数、最大10桁)

 

コメント

  1. この破壊基準は、破壊の基準として最大応力を用いており、初期亀裂と亀裂進展速度によって決定される材料の強度に基づいて計算されます。modeスイッチフラグに応じて、近傍の要素間の異なる破壊進展モデルが使用され得ます。
  2. Irate=0である際、指数移動平均フィルターが使用され、フィルタリングされた応力は:(1)
    σ f ( t ) = α σ ( t ) + ( 1 α ) σ ( t Δ t ) MathType@MTEF@5@5@+= feaagKart1ev2aaatCvAUfeBSjuyZL2yd9gzLbvyNv2CaerbuLwBLn hiov2DGi1BTfMBaeXatLxBI9gBaerbd9wDYLwzYbItLDharqqtubsr 4rNCHbGeaGqiVu0Je9sqqrpepC0xbbL8F4rqqrFfpeea0xe9Lq=Jc9 vqaqpepm0xbba9pwe9Q8fs0=yqaqpepae9pg0FirpepeKkFr0xfr=x fr=xb9adbaqaaeGaciGaaiaabeqaamaabaabaaGcbaGaeq4Wdm3aaS baaSqaaiaadAgaaeqaaOWaaeWaaeaacaWG0baacaGLOaGaayzkaaGa eyypa0JaeqySdeMaeq4Wdm3aaeWaaeaacaWG0baacaGLOaGaayzkaa Gaey4kaSYaaeWaaeaacaaIXaGaeyOeI0IaeqySdegacaGLOaGaayzk aaGaeq4Wdm3aaeWaaeaacaWG0bGaeyOeI0IaeyiLdqKaamiDaaGaay jkaiaawMcaaaaa@4F8A@
    ここで、
    σ f =filtered stress MathType@MTEF@5@5@+= feaagKart1ev2aaatCvAUfeBSjuyZL2yd9gzLbvyNv2CaerbuLwBLn hiov2DGi1BTfMBaeXatLxBI9gBaerbd9wDYLwzYbItLDharqqtubsr 4rNCHbGeaGqiVu0Je9sqqrpepC0xbbL8F4rqqrFfpeea0xe9Lq=Jc9 vqaqpepm0xbba9pwe9Q8fs0=yqaqpepae9pg0FirpepeKkFr0xfr=x fr=xb9adbaqaaeGaciGaaiaabeqaamaabaabaaGcbaGaeq4Wdm3aaS baaSqaaiaadAgaaeqaaOGaeyypa0JaaeOzaiaabMgacaqGSbGaaeiD aiaabwgacaqGYbGaaeyzaiaabsgacaqGGaGaae4CaiaabshacaqGYb GaaeyzaiaabohacaqGZbaaaa@47A0@
    α = 2 N c y c l e s + 1 MathType@MTEF@5@5@+= feaagKart1ev2aaatCvAUfeBSjuyZL2yd9gzLbvyNv2CaerbuLwBLn hiov2DGi1BTfMBaeXatLxBI9gBaerbd9wDYLwzYbItLDharqqtubsr 4rNCHbGeaGqiVu0Je9sqqrpepC0xbbL8F4rqqrFfpeea0xe9Lq=Jc9 vqaqpepm0xbba9pwe9Q8fs0=yqaqpepae9pg0FirpepeKkFr0xfr=x fr=xb9adbaqaaeGaciGaaiaabeqaamaabaabaaGcbaGaeqySdeMaey ypa0ZaaSaaaeaacaaIYaaabaGaamOtamaaBaaaleaacaWGJbGaamyE aiaadogacaWGSbGaamyzaiaadohaaeqaaOGaey4kaSIaaGymaaaaaa a@41AE@
  3. この破壊モデルは低減積分シェル要素(Ishell =24およびIsh3n =2を推奨)とのみ適合性があり、完全積分シェル要素とは適合性を有しません。また、使用されるシェルプロパティに制限はないものの、1層シェルモデルとのみ適合します。
  4. グループgrsh4Nおよびgrsh3N内で定義された要素は、ウィンドシールドのエッジに沿っていなくてはならず、特定の破壊脆弱を受けます。
  5. この破壊モデルは、重複節点を用いてポリビニルブチラール(PVB)ソリッド要素の層を挟むシェル要素に適用されます。アセンブリ全体がウィンドシールドをモデル化します。


    図 1. ウィンドシールドの有限要素モデル


    図 2. ウィンドシールドモデル - アセンブリ全体
  6. この破壊モデルを用いたシェル要素は、法線が中間PVBとは別の方向を指すよう方向付けされていなくてはなりません。
  7. シェル要素には、曲げを正しくモデル化するために、オフセットが適用される必要があります。これは、/PROP/TYPE51 Ipos=4を用いて行うことができます。
  8. 破壊限界は、その位置および周りの要素の破壊状態に依存します。 1
  9. fail_IDは、/STATE/BRICK/FAIL/INIBRI/FAILおよび/PERTURB/FAIL/BIQUADと共に使用されます。デフォルト値はありません。この行が空白の場合、/INIBRI/FAIL内の破壊モデル変数のために出力される値はありません(3次元ソリッドの場合は/STATE/BRICK/FAIL、シェルの場合は/STATE/SHELL/FAIL.staファイルに書き込まれます)。
1 Alter, Christian, Stefan Kolling, and Jens Schneider. "An enhanced non–local failure criterion for laminated glass under low velocity impact." International Journal of Impact Engineering 109 (2017): 342-353.