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/MAT/LAW36 (PLAS_TAB)

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/MAT/LAW36 (PLAS_TAB)

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Block Format Keyword

/MAT/LAW36 - Elastic Plastic Piecewise Linear Material

Description

This law models an isotropic elasto-plastic material using user-defined functions for the work-hardening portion of the stress-strain curve (for example, plastic strain vs. stress) for different strain rates.

Format

(1)

(2)

(3)

(4)

(5)

(6)

(7)

(8)

(9)

(10)

/MAT/LAW36/mat_ID/unit_ID or /MAT/PLAS_TAB/mat_ID/unit_ID

mat_title

 

 

 

 

 

 

 

 

E

Nfunct

Fsmooth

Chard

Fcut

 

 

fct_IDp

Fscale

fct_IDE

Einf

CE

 

 

 

Nfunct > 0: Read 1 + INT((Nfunct -1)/5) cards

(1)

(2)

(3)

(4)

(5)

(6)

(7)

(8)

(9)

(10)

fct_ID1

fct_ID2

fct_ID3

fct_ID4

fct_ID5

 

 

 

 

 

 

Nfunct > 0: Read 1 + INT((Nfunct -1)/5) cards

(1)

(2)

(3)

(4)

(5)

(6)

(7)

(8)

(9)

(10)

Fscale1

Fscale2

Fscale3

Fscale4

Fscale5

 

Nfunct > 0: Read 1 + INT((Nfunct -1)/5) cards

(1)

(2)

(3)

(4)

(5)

(6)

(7)

(8)

(9)

(10)

hmtoggle_plus1Flag Definition

Field

Contents

SI Unit Example

mat_ID

Material identifier

(Integer, maximum 10 digits)

 

unit_ID

Optional unit identifier

(Integer, maximum 10 digits)

 

mat_title

Material title

(Character, maximum 100 characters)

 

Initial density

(Real)

E

Young’s modulus

(Real)

Poisson’s ratio

(Real)

 

Failure plastic strain

Default = 1030  (Real)

 

Tensile failure strain at which stress starts to reduce

Default = 1030  (Real)

 

Maximum tensile failure strain at which the stress in element is set to zero

Default = 2.0 x 1030  (Real)

 

Nfunct

Number of functions ()

Default = 0  (Integer)

 

Fsmooth

Smooth strain rate option flag

Default = 0  (Integer)

= 0: no strain rate smoothing

= 1: strain rate smoothing active

 

Chard

Hardening coefficient

(Real)

= 0: the hardening is a full isotropic model

= 1: the hardening uses the kinematic Prager-Ziegler model

= value between 0 and 1: the hardening is interpolated between the two models

 

Fcut

Cutoff frequency for strain rate filtering
Only available for shell and solid elements.

Default = 1.0 x 1030  (Real)

Tensile strain for element deletion

Default = 3.0 x 1030  (Real)

tensile_strain_law36-B

 

fct_IDp

Yield factor vs. pressure function (Comment 7)

Default = 0  (Integer)

 

Fscale

Scale factor for yield factor in fct_IDp

Default = 1.0  (Real)

fct_IDE

Function identifier for the scale factor of Young modulus, when Young modulus is function of the plastic strain (Comment 16):

Default = 0: in this case the evolution of Young depends on Einf and CE.

(Integer)

 

Einf

Saturated Young’s modulus for infinitive plastic strain

(Real)

 

CE

Parameter for Young’s modulus evolution

(Real)

 

fct_ID1

Yield stress function identifier 1 corresponding to strain rate

(Integer)

 

fct_ID2

Yield stress function identifier 2 corresponding to strain rate

(Integer)

 

fct_ID3

Yield stress function identifier 3 corresponding to strain rate

(Integer)

 

fct_ID4

Yield stress function identifier 4 corresponding to strain rate

(Integer)

 

fct_ID5

Yield stress function identifier 5 corresponding to strain rate

(Integer)

 

Fscale1

Scale factor for ordinate (stress) in fct_ID1

Default = 1.0  (Real)

Fscale2

Scale factor for ordinate (stress) in fct_ID2

Default = 1.0  (Real)

Fscale3

Scale factor for ordinate (stress) in fct_ID3

Default = 1.0  (Real)

Fscale4

Scale factor for ordinate (stress) in fct_ID4

Default = 1.0  (Real)

Fscale5

Scale factor for ordinate (stress) in fct_ID5

Default = 1.0  (Real)

Strain rate 1

(Real)

Strain rate 2

(Real)

Strain rate 3

(Real)

Strain rate 4

(Real)

Strain rate 5

(Real)

hmtoggle_plus1Example (Aluminum)

#RADIOSS STARTER

#---1----|----2----|----3----|----4----|----5----|----6----|----7----|----8----|----9----|---10----|

/UNIT/1

unit for mat

                  g                  mm                  ms

#---1----|----2----|----3----|----4----|----5----|----6----|----7----|----8----|----9----|---10----|

#-  2. MATERIALS:

#---1----|----2----|----3----|----4----|----5----|----6----|----7----|----8----|----9----|---10----|

/MAT/PLAS_TAB/1/1

Aluminum_example

#              RHO_I

               .0027

#                  E                  NU           Eps_p_max               Eps_t               Eps_m

               60400                 .33                   0                   0                   0

#  N_funct  F_smooth              C_hard               F_cut               Eps_f

        14         0                   0                   0                   0

#  fct_IDp              Fscale   Fct_IDE                EInf                  CE

         0                   0         0                   0                   0

#  fct_ID1   fct_ID2   fct_ID3   fct_ID4   fct_ID5

         1         2         3         4         5

         6         7         8         9        10

        11        12        13        14

#           Fscale_1            Fscale_2            Fscale_3            Fscale_4            Fscale_5

                   1                 1.2                 1.4                 1.6                 1.9

                  10                10.2                10.4                10.6                10.9

                  20                20.2                20.4                20.6

#          Eps_dot_1           Eps_dot_2           Eps_dot_3           Eps_dot_4           Eps_dot_5

                   0                  20                  30                  40                  50

                 110                 120                 130                 140                 150

                 210                 220                 230                 240

#---1----|----2----|----3----|----4----|----5----|----6----|----7----|----8----|----9----|---10----|

#-  3. FUNCTIONS:

#---1----|----2----|----3----|----4----|----5----|----6----|----7----|----8----|----9----|---10----|

/FUNCT/1

function_36

#                  X                   Y

                   0                  90                                                          

              2.5E-4                 100                                                          

                .001                 104                                                          

                .009                 121                                                          

                .017                 136                                                          

                .021                 143                                                          

                .036                 156                                                          

                .045                 162                                                        

                .055                 165                                                          

                .072                 170                                                          

                .075                 170                                                        

#---1----|----2----|----3----|----4----|----5----|----6----|----7----|----8----|----9----|---10----|

/FUNCT/2

function_36

#                  X                   Y

                   0                  90                                                          

              2.5E-4                 100                                                          

                .001                 104                                                          

                .009                 121                                                          

                .017                 136                                                          

                .021                 143                                                          

                .036                 156                                                          

                .045                 162                                                        

                .055                 165                                                          

                .072                 170                                                          

                .075                 170                                                          

#---1----|----2----|----3----|----4----|----5----|----6----|----7----|----8----|----9----|---10----|

/FUNCT/3

function_36

#                  X                   Y

                   0                  90                                                          

              2.5E-4                 100                                                          

                .001                 104                                                          

                .009                 121                                                          

                .017                 136                                                          

                .021                 143                                                          

                .036                 156                                                          

                .045                 162                                                        

                .055                 165                                                          

                .072                 170                                                          

                .075                 170                                                          

#---1----|----2----|----3----|----4----|----5----|----6----|----7----|----8----|----9----|---10----|

/FUNCT/4

function_36

#                  X                   Y

                   0                  90                                                          

              2.5E-4                 100                                                          

                .001                 104                                                          

                .009                 121                                                          

                .017                 136                                                          

                .021                 143                                                          

                .036                 156                                                          

                .045                 162                                                        

                .055                 165                                                          

                .072                 170                                                          

                .075                 170                                                          

#---1----|----2----|----3----|----4----|----5----|----6----|----7----|----8----|----9----|---10----|

/FUNCT/5

function_36

#                  X                   Y

                   0                  90                                                          

              2.5E-4                 100                                                          

                .001                 104                                                          

                .009                 121                                                          

                .017                 136                                                          

                .021                 143                                                          

                .036                 156                                                          

                .045                 162                                                        

                .055                 165                                                          

                .072                 170                                                          

                .075                 170                                                          

#---1----|----2----|----3----|----4----|----5----|----6----|----7----|----8----|----9----|---10----|

/FUNCT/6

function_36

#                  X                   Y

                   0                  90                                                          

              2.5E-4                 100                                                          

                .001                 104                                                          

                .009                 121                                                          

                .017                 136                                                          

                .021                 143                                                          

                .036                 156                                                          

                .045                 162                                                        

                .055                 165                                                          

                .072                 170                                                          

                .075                 170                                                          

#---1----|----2----|----3----|----4----|----5----|----6----|----7----|----8----|----9----|---10----|

/FUNCT/7

function_36

#                  X                   Y

                   0                  90                                                          

              2.5E-4                 100                                                          

                .001                 104                                                          

                .009                 121                                                          

                .017                 136                                                          

                .021                 143                                                          

                .036                 156                                                          

                .045                 162                                                        

                .055                 165                                                          

                .072                 170                                                          

                .075                 170                                                          

#---1----|----2----|----3----|----4----|----5----|----6----|----7----|----8----|----9----|---10----|

/FUNCT/8

function_36

#                  X                   Y

                   0                  90                                                          

              2.5E-4                 100                                                          

                .001                 104                                                          

                .009                 121                                                          

                .017                 136                                                          

                .021                 143                                                          

                .036                 156                                                          

                .045                 162                                                        

                .055                 165                                                          

                .072                 170                                                          

                .075                 170                                                          

#---1----|----2----|----3----|----4----|----5----|----6----|----7----|----8----|----9----|---10----|

/FUNCT/9

function_36

#                  X                   Y

                   0                  90                                                          

              2.5E-4                 100                                                          

                .001                 104                                                          

                .009                 121                                                          

                .017                 136                                                          

                .021                 143                                                          

                .036                 156                                                          

                .045                 162                                                        

                .055                 165                                                          

                .072                 170                                                          

                .075                 170                                                          

#---1----|----2----|----3----|----4----|----5----|----6----|----7----|----8----|----9----|---10----|

/FUNCT/10

function_36

#                  X                   Y

                   0                  90                                                          

              2.5E-4                 100                                                          

                .001                 104                                                          

                .009                 121                                                          

                .017                 136                                                          

                .021                 143                                                          

                .036                 156                                                          

                .045                 162                                                        

                .055                 165                                                          

                .072                 170                                                          

                .075                 170                                                          

#---1----|----2----|----3----|----4----|----5----|----6----|----7----|----8----|----9----|---10----|

/FUNCT/11

function_36

#                  X                   Y

                   0                  90                                                          

              2.5E-4                 100                                                          

                .001                 104                                                          

                .009                 121                                                          

                .017                 136                                                          

                .021                 143                                                          

                .036                 156                                                          

                .045                 162                                                        

                .055                 165                                                          

                .072                 170                                                          

                .075                 170                                                          

#---1----|----2----|----3----|----4----|----5----|----6----|----7----|----8----|----9----|---10----|

/FUNCT/12

function_36

#                  X                   Y

                   0                  90                                                          

              2.5E-4                 100                                                          

                .001                 104                                                          

                .009                 121                                                          

                .017                 136                                                          

                .021                 143                                                          

                .036                 156                                                          

                .045                 162                                                        

                .055                 165                                                          

                .072                 170                                                          

                .075                 170                                                          

#---1----|----2----|----3----|----4----|----5----|----6----|----7----|----8----|----9----|---10----|

/FUNCT/13

function_36

#                  X                   Y

                   0                  90                                                          

              2.5E-4                 100                                                          

                .001                 104                                                          

                .009                 121                                                          

                .017                 136                                                          

                .021                 143                                                          

                .036                 156                                                          

                .045                 162                                                        

                .055                 165                                                          

                .072                 170                                                          

                .075                 170                                                          

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/FUNCT/14

function_36

#                  X                   Y

                   0                  90                                                          

              2.5E-4                 100                                                          

                .001                 104                                                          

                .009                 121                                                          

                .017                 136                                                          

                .021                 143                                                          

                .036                 156                                                          

                .045                 162                                                        

                .055                 165                                                          

                .072                 170                                                          

                .075                 170                                                          

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#ENDDATA

/END

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hmtoggle_plus1Comments
1.The first point of yield stress functions (plastic strain vs stress) should have a plastic strain value of zero. If the last point of the first (static) function equals 0 in stress, default value of is set to the corresponding value of .
2.Element deletion:
Once (plastic strain) reaches , in one integration point, the element is deleted.
If reaches , the stress is reduced using the following relation:
If (largest principal strain) reaches (), the stress in element is reduced to 0 (but the element is not deleted).
Once (largest principal strain) reaches (maximum tensile failure strain), the element is deleted.
3.The kinematic hardening model is not available in global formulation (N=0 in shell property keyword) that is, hardening is fully isotropic.
4.In case of kinematic hardening and strain rate dependency, the yield stress depends on the strain rate.
5.Strain rate filtering is used to smooth strain rates.
6.The first function in fct_ID1 is used for strain rate values from 0 to its corresponding strain rate, strain rate 1. However, the last function used in the model does not extend to the maximum strain rate; for higher strain rates, a linear extrapolation will be applied. This could lead to instability and/or unusual deformation. This instability can be overcome by repeating the stress strain curve, corresponding to the last strain rate, again with a much higher strain rate.

clip0079

7.fct_IDp is used to distinguish the behavior in tension and compression for certain materials (pressure dependent yield). This is available for both shell and solid elements. The effective yield stress is then obtained by multiplying the nominal yield stress by the yield factor corresponding to the actual pressure.
8.If , the yield stress is interpolated between and .
9.If , function is used.
10.Above , yield stress is extrapolated.

mat_law36_yield_stress

11.Separate functions must be defined for different strain rates.
12.Strain rate values must be given in strictly ascending order.
13.The evolution of Young’s modulus:
If fct_IDE > 0, the curve defines a scale factor for Young modulus evolution with equivalent plastic strain, which means the Young Modulus is scaled by the function :

The initial value of the scale factor should be equal to 1 and it decreases.

If fct_IDE = 0, the Young Modulus is calculated as:

Where, E and Einf are respectively the initial and asymptotic value of Young’s modulus, and is the accumulated equivalent plastic strain.

Note: If fct_IDE = 0 and CE = 0, Young modulus E is kept constant.

See Also:

Material Compatibility

Law Compatibility with Failure Model

/MAT/LAW2 and /MAT/LAW36 in User's Guide

Material Test in User's Guide

/MAT/LAW36 in Theory Manual

Global Integration Approach

Example 11.1 - Law Characteristic

Example 49 - Bird Strike on Windshield