HyperWorks进阶教程：OptiStruct线弹性材料

线弹性材料可分为各向同性线弹性材料和各向异性线弹性材料。各向同性材料是最基本,也是最常用的材料，金属材料在进入塑性前都是各向同性线弹性材料，0Struct 可通过 MAT1定义MATI卡片格式见表3-1。

其中，E为杨氏模量；G为剪切模量；NU为泊松比；RHO为密度；TREF为参考温度；GE为结构阻尼系数，在动力学章节将详细讲解其用途；ST、SC、SS分别为受拉、受压、受剪时的极应力，在复合材料的失效分析中会用到。材料在不同方向进行强化时，不再表现出各向同性，而需要采用各向异性材料。工业应用中最典型的是航空航天行业的预浸料复合材料、汽车内饰板使用的短纤加强复合材料等。0iSunuct通过 MAT8、MAT9、MAT9ORT定义各向异性材料。其中，MAT8用于2D单元的正交各向异性材料可结合PCOMP、PCOMPG、PLY使用，其卡片格式见表3-2.

其中，E为杨氏模量；G为剪切模量；NU为泊松比；RHO为密度；TREF为参考温度；GE为结构阻尼系数，在动力学章节将详细讲解其用途；ST、SC、SS分别为受拉、受压、受剪时的极应力，在复合材料的失效分析中会用到。材料在不同方向进行强化时，不再表现出各向同性，而需要采用各向异性材料。工业应用中最典型的是航空航天行业的预浸料复合材料、汽车内饰板使用的短纤加强复合材料等。0iSunuct通过 MAT8、MAT9、MAT9ORT定义各向异性材料。其中，MAT8用于2D单元的正交各向异性材料可结合PCOMP、PCOMPG、PLY使用，其卡片格式见表3-2.

其中，E1、E2为材料坐标系中1、2向的杨氏模量;NU12为1、2向之间的泊松比;G12G13、G23 分别为1、2向，1、3向，2、3向之间的剪切模量:RHO为材料的密度:A1、A2为12向的热膨胀系数:TREF为参考温度:XT、XC为材料1向抗拉、抗强度:YT、YC为材料2向抗拉、抗压强度;S为面内抗剪强度:F12为Tsai-Wu失效准则中的系数:STRN表示XT、XC、YT、YC定义的是应力还是应变。

MAT及MAT9OR适用于3D单元，其中，MAT9卡片中需要直接指定材料属性矩阵，定义相对复杂。MAI9卡片上的参数可通过其他软件得到，比如说对于复杂的复合材料，可通过Aair的多尺度分析软件 Muliseale Desigper生成。MAT9OR 卡片中直接指定 X、Y、Z三个方向的杨氏模量泊松比以及剪切模量即可，定义相对简单。MAT9和MAT9OR两个卡片的参数可通过一定的公式相互转换。下面简单介绍MAT9ORT，其卡片格式见表3-3。

其中，E1、E2、E3分别为材料坐标系下1、2、3向的杨氏模量;NU12、NU23、NU31 分别为相应两个方向的泊松比;RHO为材料密度;G12、G23、G31分别为相应两个方向的剪切模量;A1A2、A3分别为1、2、3方向的热膨胀系数:TREF为参考温度。

需要指出的是，在复合材料分析中，材料坐标非常重要，在HyperMesh中可通过1D->systems->material orientation 面板为单元指定局部坐标系，如图 3-1所示，局部坐标系的 X、Y、Z 三个方向即各向异性材料卡片中的1、2、3三个方向。更多关于复合材料分析及优化的内容，可参考 Altair 技术专家方献军、徐自立、熊春明编写的《0iStnuct及 HyperStudy 优化与工程应用》(机械工业出版社)。

图3-1 材料坐标系设置

本篇内容取自HyperWorks进阶教程系列的《OptiStruct结构分析与工程应用》，版权归原作者所有，如有侵犯您的权益，请及时联系我们，我们将立即删除。