Isotropic

等方性(Isotropic)材料物性を材料ライブラリーを通じて任意の材質を登録したり、ユーザーが直接物性値を入力して作成します。ここで、等方性とは物質の固有な材料物性値、例えば、ヤング率、ポアソン比、熱伝導率などが物質内の全ての方向でその値が変化しないことを意味します。

材料のヤング率（弾性係数Elastic modulus）を入力します。ヤング率とは変形量に対する外部力の相対的な比を意味します。工学的な定義は応力−ひずみカーブの弾性範囲内での傾きです。

ポアソン比とは、軸荷重を受ける試験片の軸ひずみに対する横ひずみの比です。

ポアソン比が0.5の物質は、変形による体積変化がありません。一般的には、鋼では約0.3程度で、ゴムでは0.4～0.5程度で、岩石またはコンクリートは0.15～0.25程度です。

材料の単位体積あたりの質量を入力します。これは質量を体積で割った値と同じです。

熱膨張率は、温度の上昇によって物体の長さ・体積が膨張する割合を、1K（℃）当たりで示したものです。線膨張率で熱による伸びは、以下のように計算されます。

熱伝導率(λ)とは、熱流束密度（単位時間に単位面積を通過する熱エネルギー、J）を温度勾配(grad T)で割った物理量を表します。また、その逆数は熱抵抗率といいます。

J=-λ gradT　熱伝導率のSI単位はW/(m・K)であり、W/(cm・K)となります。一般に、空気の熱伝導率は0.025W/(m・K)で、銅の熱伝導率は401W/(m・K)程度です。

比熱値を入力します。比熱は単位質量の物質温度を1度上昇させるのに必要なエネルギーを意味します。

許容応力を定義します。解析結果で安全率によるコンターを確認する際に使用します。

安全率を計算する際に適用する応力値を指定します。Von Mises 応力(Ductile)または主応力(Brittle)を選択できます。この際、Von Mises 応力は延性材料の場合に使用し、主応力は脆性材料の場合に使用します。

安全率を計算する時に適用する材料の許容引張応力を指定します。

安全率を計算する時適用する材質の許容圧縮応力を指定します。

陽解法解析で、剛性比例減衰や構造減衰係数を使用する場合、時間ステップがとても小さくなり、計算時間が長くなる場合があるため注意してください。

減衰に関するより詳細は説明は、理論マニュアルの「5. Algorithm」の「5.6 動的陽解法」をご参照ください。

構造減衰係数は剛性比例減衰と似ていますが、「解析ケースの作成/修正」から、「解析制御の動的」タブより、支配周波数を別途定義する必要があります。

材料の構成モデルを選択します。midas NFXでは次の5つのモデルタイプを使用することが出来ます。

■ 弾塑性

降伏条件

降伏条件を指定します。

Von Mises

Von Misesの降伏条件を使用します。

塑性硬化曲線

塑性域の硬化曲線をユーザーが直接作成したり、作成された硬化曲線を選択します (応力-塑性ひずみ定義)。　

応力−ひずみ曲線

応力-ひずみ曲線をユーザーが直接作成したり、作成された応力-ひずみ曲線を選択します (応力-全ひずみ定義)。

硬化則

塑性変形の進行とともに降伏曲面が拡張する (降伏応力は上昇) ことを意味します。

Isotropic (等方)

等方硬化モデルは初期降伏曲面が均一に拡張すると仮定するので初期降伏曲面の中心軸は変化しません。

Kinematic (移動)

降伏曲面はその大きさを変えることなく、降伏曲面が移動することで初期降伏後の硬化を表現します。

Isotorpic＋Kinematic

等方硬化と移動効果を組み合わせた硬化則です。このモデルは塑性変形の発生による降伏曲面の拡張と移動が同時に生じると仮定します。

完全塑性

完全塑性(perfectly plastic)は外力を加え弾性限界を超えると応力は一定値を維持し、歪だけは無限に大きくなると仮定した力学モデルです。そのため完全塑性材料は硬化指数がゼロで、水平な応力-塑性ひずみカーブで表現されます。

降伏応力

材料の降伏応力を入力します。

超弾性

超弾性材料は弾性変形が数百％に達する大変形まで維持できる性質があり、代表的なのはゴムがこの特性を示します。

超弾性材料はエネルギーポテンシャル(Potertial)から応力-ひずみ関係を定義します。

■ ひずみエネルギーのポテンシャルモデル： Polynomial

多項式(Polynomial)モデルのエネルギーポテンシャル定義方法は次式になります。

ねじれひずみエネルギーの次数

ねじれひずみエネルギーの多項式の次数を指定します。

体積ひずみエネルギーの次数

体積ひずみエネルギーの多項式の次数を指定します。

変形定数

ねじれに対する変形定数を直接定義します。

■ ひずみエネルギーのポテンシャルモデル： Odgen

Odgenモデルのエネルギーポテンシャル定義方法は次式になります。

ねじれひずみエネルギーの次数

ねじれひずみエネルギーの多項式の次数を指定します。

体積ひずみエネルギーの次数

体積ひずみエネルギーの多項式の次数を指定します。

変形定数

ねじれに対する変形定数を直接定義します。

■ ひずみエネルギーのポテンシャルモデル： Blatz-ko

Blatz-Koモデルのエネルギーポテンシャル定義方法は次の式になります。

ねじれひずみエネルギーの次数

ねじれひずみエネルギーの多項式の次数を指定します。

体積ひずみエネルギーの次数

体積ひずみエネルギーの多項式の次数を指定します。

変形定数

ねじれに対する変形定数を直接定義します。

一般タブで定義したそれぞれの変数をファクターとして温度変化による特性に対する関数を与えます。

等方性材料の作成/修正


機能	等方性の材料を定義します。

呼出	<メインメニュー> メッシュ > 特性 > 材料 > 等方性...

<線形> <線形> 等方性(Isotropic)材料物性を材料ライブラリーを通じて任意の材質を登録したり、ユーザーが直接物性値を入力して作成します。ここで、等方性とは物質の固有な材料物性値、例えば、ヤング率、ポアソン比、熱伝導率などが物質内の全ての方向でその値が変化しないことを意味します。構造ヤング率材料のヤング率（弾性係数Elastic modulus）を入力します。ヤング率とは変形量に対する外部力の相対的な比を意味します。工学的な定義は応力−ひずみカーブの弾性範囲内での傾きです。ポアソン比材料のポアソン比(Poisson`s ratio)を入力します。ポアソン比とは、軸荷重を受ける試験片の軸ひずみに対する横ひずみの比です。ポアソン比が0.5の物質は、変形による体積変化がありません。一般的には、鋼では約0.3程度で、ゴムでは0.4～0.5程度で、岩石またはコンクリートは0.15～0.25程度です。質量密度材料の単位体積あたりの質量を入力します。これは質量を体積で割った値と同じです。熱膨張熱膨張率材料の熱膨張率(線膨張率)を定義します。熱膨張率は、温度の上昇によって物体の長さ・体積が膨張する割合を、1K（℃）当たりで示したものです。線膨張率で熱による伸びは、以下のように計算されます。 ⊿L=α・L・⊿T（⊿L:伸び、L:長さ、⊿T：温度上昇）基準温度基準温度を定義します。温度特性熱伝導率熱伝導率を入力します。熱伝導率(λ)とは、熱流束密度（単位時間に単位面積を通過する熱エネルギー、J）を温度勾配(grad T)で割った物理量を表します。また、その逆数は熱抵抗率といいます。 J=-λ gradT　熱伝導率のSI単位はW/(m・K)であり、W/(cm・K)となります。一般に、空気の熱伝導率は0.025W/(m・K)で、銅の熱伝導率は401W/(m・K)程度です。比熱比熱値を入力します。比熱は単位質量の物質温度を1度上昇させるのに必要なエネルギーを意味します。発熱係数発熱係数を入力します。安全率の計算許容応力を定義します。解析結果で安全率によるコンターを確認する際に使用します。破壊理論安全率を計算する際に適用する応力値を指定します。Von Mises 応力(Ductile)または主応力(Brittle)を選択できます。この際、Von Mises 応力は延性材料の場合に使用し、主応力は脆性材料の場合に使用します。引張安全率を計算する時に適用する材料の許容引張応力を指定します。圧縮安全率を計算する時適用する材質の許容圧縮応力を指定します。減衰係数動的解析時に使用する様々な減衰係数を定義します。陽解法解析で、剛性比例減衰や構造減衰係数を使用する場合、時間ステップがとても小さくなり、計算時間が長くなる場合があるため注意してください。減衰に関するより詳細は説明は、理論マニュアルの「5. Algorithm」の「5.6 動的陽解法」をご参照ください。質量比例減衰質量比例の減衰係数を入力します。剛性比例減衰剛性比例の減衰係数を入力します。構造減衰係数構造減衰係数を入力します。構造減衰係数は剛性比例減衰と似ていますが、「解析ケースの作成/修正」から、「解析制御の動的」タブより、支配周波数を別途定義する必要があります。 <非線形> 材料モデル材料の構成モデルを選択します。midas NFXでは次の5つのモデルタイプを使用することが出来ます。 ■弾塑性 ■ 弾塑性降伏条件降伏条件を指定します。 Von Mises Von Misesの降伏条件を使用します。塑性硬化曲線塑性域の硬化曲線をユーザーが直接作成したり、作成された硬化曲線を選択します (応力-塑性ひずみ定義)。　応力−ひずみ曲線応力-ひずみ曲線をユーザーが直接作成したり、作成された応力-ひずみ曲線を選択します (応力-全ひずみ定義)。硬化則塑性変形の進行とともに降伏曲面が拡張する (降伏応力は上昇) ことを意味します。 Isotropic (等方) 等方硬化モデルは初期降伏曲面が均一に拡張すると仮定するので初期降伏曲面の中心軸は変化しません。 Kinematic (移動) 降伏曲面はその大きさを変えることなく、降伏曲面が移動することで初期降伏後の硬化を表現します。 Isotorpic＋Kinematic 等方硬化と移動効果を組み合わせた硬化則です。このモデルは塑性変形の発生による降伏曲面の拡張と移動が同時に生じると仮定します。完全塑性完全塑性(perfectly plastic)は外力を加え弾性限界を超えると応力は一定値を維持し、歪だけは無限に大きくなると仮定した力学モデルです。そのため完全塑性材料は硬化指数がゼロで、水平な応力-塑性ひずみカーブで表現されます。降伏応力材料の降伏応力を入力します。 ■超弾性超弾性超弾性材料は弾性変形が数百％に達する大変形まで維持できる性質があり、代表的なのはゴムがこの特性を示します。超弾性材料はエネルギーポテンシャル(Potertial)から応力-ひずみ関係を定義します。 ■ ひずみエネルギーのポテンシャルモデル： Polynomial 多項式(Polynomial)モデルのエネルギーポテンシャル定義方法は次式になります。ねじれひずみエネルギーの次数ねじれひずみエネルギーの多項式の次数を指定します。体積ひずみエネルギーの次数体積ひずみエネルギーの多項式の次数を指定します。変形定数ねじれに対する変形定数を直接定義します。 ■ ひずみエネルギーのポテンシャルモデル： Odgen Odgenモデルのエネルギーポテンシャル定義方法は次式になります。ねじれひずみエネルギーの次数ねじれひずみエネルギーの多項式の次数を指定します。体積ひずみエネルギーの次数体積ひずみエネルギーの多項式の次数を指定します。変形定数ねじれに対する変形定数を直接定義します。 ■ ひずみエネルギーのポテンシャルモデル： Blatz-ko Blatz-Koモデルのエネルギーポテンシャル定義方法は次の式になります。ねじれひずみエネルギーの次数ねじれひずみエネルギーの多項式の次数を指定します。体積ひずみエネルギーの次数体積ひずみエネルギーの多項式の次数を指定します。変形定数ねじれに対する変形定数を直接定義します。 <温度依存> 一般タブで定義したそれぞれの変数をファクターとして温度変化による特性に対する関数を与えます。をクリックして新しい関数を指定することが出来ます。

等方性材料の作成/修正

機能

呼出