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上一講我們介紹了關於 KJOINT2 卡片中的剛度和阻尼，本期我們將介紹Radioss求解器中彈簧單元的失效。

在Radioss求解器中，針對1D彈簧單元同樣也考慮失效設置。屬性為TYPE4,8,12,13,25的彈簧單元具有兩種方式考慮失效，均可以通過參數 Ifail控制單向失效(uni-directional failure)或多向失效(multi-directional failure)。通常單向失效方式是預設的失效方式，如TYPE4單元屬性中沒有參數Ifail，那麼它就只默認單向失效這一種失效方式。

在Radioss中彈簧失效準則，還可以通過設置參數 Ifail2添加位移準則，內力準則和內能準則進行判定。

位移準則是默認的失效準則，使用參數Ifail，一旦輸入參數 Ifail2那麼它就會被優先考慮。

彈簧單元失效方式和失效準則的匯總表如下：

本期將具體展開講解以下幾點：

彈簧單元根據單元屬性有不同的承載方向，比如TYPE13有拉壓，剪切，扭轉，彎曲這些承載方式。

Type13彈簧單元的不同承載方向

那麼單向失效的定義為：只要在任何一個承載方向上滿足失效準則，彈簧就會失效。

當i=1，2，3 任意平動承載方向上（正或負）的位移達到用戶定義的最大（正或負）位移值後，彈簧失效，即：

當i=4，5，6 任意轉動承載方向上（正或負）的轉角達到用戶定義的最大（正或負）轉角值後，彈簧失效，即：

1、在單軸拉伸試驗中定義彈簧軸向最大拉伸位移為：

即當彈簧拉伸位移達到0.04m後彈簧失效，彈簧中的力為零，如下圖所示。

2、在單軸扭轉試驗中，定義軸向扭轉最大角度為：

當彈簧轉動的轉角達到0.035弧度後彈簧失效，即彈簧中的力矩為零，如下圖所示。

當使用單向失效方式（Ifail=0），並且同時設置多個載荷方向的失效最大值，那麼其中任何一個準則滿足，彈簧就失效。

3、在如下單軸拉伸和扭轉試實驗中，同時設置了軸向最大拉伸位移為：

軸向扭轉最大角度為：

那麼在Time=0.58s時，扭轉角度已經滿足了軸向扭轉最大角度，所以即便此時拉伸還沒有達到最大拉伸位移（從僅單軸拉伸試驗結果的上圖觀察，彈簧拉伸失效在Time=0.8s），彈簧在Time=0.58s後失效，彈簧中的力和力矩都為零，這種情況彈簧就遵從了兩失效定義中的扭轉失效。

多向失效應考慮以下公式（彈簧單元多向失效公式），綜合各個單向失效的耦合效應：

還是單軸拉伸和扭轉的載荷下，類似前面介紹的實例中的第三個，同時設置了軸向最大拉伸位移為：

軸向扭轉最大角度為：

如果採用多向失效（Ifail=1），那麼結果顯示（下圖）無論從哪個載荷看，彈簧失效都早于任何單個載荷。

• 定義的最大拉伸位移為：

彈簧失效時最大軸向位移是：0.0236m （<0.04m）；

• 定義的軸向扭轉最大角度為：

彈簧失效時的最大扭轉角度是0.02826rad （<0.035rad）。

這是由於Radioss求解器中彈簧失效公式採用了比較常見的係數設置（默認設置）：

那麼彈簧的多向失效面就如下圖所示。當載荷載入到位移0.0236m並且軸向轉角0.02826rad時已經達到了失效面，所以彈簧就失效，力和力矩都為零。

彈簧單元的失效準則可以是位移準則，內力準則和內能準則。在TYPE8,13,25中彈簧屬性中有參數Ifail2 ，用於選擇不同的失效準則。而TYPE4，12彈簧屬性中就只有預設的一種位移準則。

使用這個準則時要求在卡片中定義的最值都是位移和轉角：

根據上面不同的失效方式，當彈簧中的位移或轉角達到失效值時彈簧就失效。

為了考慮載入速度對彈簧失效的影響。相對于上面的準則，增加了關於速度影響的參數：

以冪函數的方式來描述速度大小對失效的影響：

以平動為例， 在不同的應變率下：

內力（力矩）準則（Ifail2=2）以及內能準則 （Ifail2=3），類似於上面Ifail2=1的情況，但是對於卡片中要求輸入的參數就不再是位移（或轉角）：

而是：