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◆User-Coded Material Models in ADINA
ADINAユーザーコードの材料モデル

ADINA開発における重要なゴールの一つは、 ユーザー個々の、あるいは業界固有のニーズに応え、ルーチン実行のためのオープンかつフレキシブルな 環境を提供することです。 2005年 11/15のADINAニュースでは、ADINA Structure、ADINA Thermal、ADINA CFDでユーザーが プログラムできる機能の概要を紹介しました。

今回は、 ユーザーコードのADINA Structure材料モデルに注目します。いくつかのユーザーコード材料モデルを 下にリストします。これはユーザー固有のモデル作成に役立つよう ADINAインストレーションCDに格納されているモデル例です。

  • 粘塑性
  • 等方硬化のフォンミーゼス塑性
  • 粘弾性とクリープ(ゴム材料、コンクリート)
  • 混合硬化のRamberg-Osgood
  • ピエゾ弾性(ピエゾアクチュエーター、センサー)
  • 多孔質弾性(土質、生体組織)
  • Ogden(ゴム状材料)
  • Mooney-Rivlin(ゴム状材料)

もちろん、 標準でADINAの材料ライブラリ中に用意されているものもあります。

その他の ユーザーコードの材料モデルの例として、以下に 非線形等方弾性材料の利用について紹介します。 この材料は、一軸の応力‐ひずみ実験データが使えるときに特に有用です。 荷重を加えた時と除いた時とで同じカーブをたどります。 そのため永久的な非弾性ひずみは残りませんが、引っ張りと圧縮で異なる応力‐ひずみの挙動を含むことはできます。 また引っ張り、あるいは圧縮のカットオフをモデル化できます。

図1をご覧下さ い。コンクリートの一軸応力‐ひずみデータよりモデル化しています。 モデル化にあたって、コンクリートの非線形の基本的な挙動は捉えていますが、 亀裂や圧壊による永久的な剛性損失は含まれていません。 通常の解析と同じように鉄筋を含むことができます。

図1に示してい るのは、単純支持された四角形断面の梁です。 側面に負荷された圧力は線形に変化します。適切な対称境界条件を与え、梁の半分だけをモデル化しています。 コンクリートの梁は鉄筋のプリテンションによって補強され、それにより梁の断面が初期状態で圧縮を受けます。

上の動画は、外 力の変化に対する、要素1、2(図1をご覧下さい)の有効応力の変化です。 有効応力は従来通り定義されています(リファレンスをご覧下さい)が、符号は平均応力によって決定されています。 鉄筋のプリテンションによって、初期状態の2つの要素の応力はともに圧縮ですが、 荷重が上がるにつれて要素2が引っ張りに変化し、要素1は圧縮のままです。





図1、モデルのジオメトリ、境界条件、荷重の概要と、使用した一軸応力‐ひずみカーブ



この例は ADINAのユーザーコード材料モデルオプションを通して設定できる単純な材料ですが、多くの事例でADINAをフレキシブルに活用できることが 示されています。

キー ワード
非線形弾性材料モデル、ユーザーコード材料モデル、コンクリート、鉄筋、ADINA、非線形有限要素

Reference



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