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LS-DYNA 構造解析
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  LS-DYNA 解析事例

【樹脂用材料構成則MAT_SAMP-1 破壊の応力状態依存性】

樹脂材料の破壊は、ひずみ速度、応力状態に左右されます。MAT_SAMP-1では、破壊塑性ひずみについて、「ひずみ速度依存性」および「応力状態依存性」を設定できます。ここでは、「応力状態依存性」を考慮した、面衝撃試験解析例を紹介します。

面衝撃試験は図1に示すような試験です。板材にストライカと呼ばれる先端が球状の棒を押し当て、貫通させます。ストライカにかかる荷重およびストライカ変位を計測し、破壊に要するエネルギ、破壊の様子などを評価します。

本事例では、板厚3.0 mmのポリカーボネート材、ストライカ径1/2 インチ、試験速度3.3 m/s の解析結果を紹介します。図2に「応力状態依存性」を考慮していない解析結果を示します。板中央から4方向に割れている結果となっています。図3に「応力状態依存性」を考慮した解析結果を示します。「ふた」が形成されていることがわかります。

ポリカーボネートのような延性材料では、面衝撃試験における破壊では「ふた」が形成されることが知られています[1]。本事例では、「応力状態依存性」を設定することで、「ふた」形成を伴う破壊挙動が再現できています。

面衝撃試験、概要

面衝撃試験解析結果(破壊塑性ひずみの応力依存性考慮なし)

面衝撃試験解析結果(破壊塑性ひずみの応力依存性考慮あり)

参考文献

  1. 成澤 郁夫著:プラスチックの耐衝撃性, p.83, 1994
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