復合材料憑借其重量輕、強度高、加工成型方便、彈性優良、耐化學腐蝕和耐候性好等優點，廣泛應用于航空航天、汽車、電子電氣、建筑、健身器材等領域，已逐步取代木材及金屬合金，在近幾年更是得到了飛速發展。對復合材料產品力學性能（結構強度和疲勞壽命等）的計算評估目前比較流行的解法是CAE分析法。

ANSYS ACP是一款專用的復合材料前后處理工具，在前處理鋪層信息定義和后處理結果查看環節中都有著簡潔高效和人性化的設置操作。本文主要介紹ANSYS ACP在復合材料鋪層設計中的操作流程和ACP工具的一些重要功能，希望對復合材料行業的工程師們能夠有所幫助。

ANSYS ACP分析流程一般分為三個環節，即前處理（鋪層信息定義）、邊界載荷設置和后處理（包括失效模式定義和結果查看）。分析流程如圖1.1所示，Workbench中的分析流程如圖1.2所示。

圖1.1 ANSYS ACP分析流程

圖1.2 Workbench中的分析流程

以一復合材料管道接頭為例，著重介紹ANSYS ACP在復合材料鋪層設計中的操作關鍵步驟。

同種類型的鋪層面可以組成一個Selection后批量進行鋪層設置，先在ANSYS DesignModeler對同一類型的鋪層面建組，如圖2.1所示，這樣在ANSYS ACP中就會生成相應的Selection，如圖2.2所示。

圖2.1 DesignModeler中對同一類型面建組

圖2.2 ANSYS ACP中的Selection

圖2.3 定義角度參考方向          圖2.4 定義鋪層方向

圖2.5定義鋪層屬性（材料、角度）

設置鋪層截面便于觀察疊層情況，在Section Cuts下創建Section Cut，如圖2.6所示。

圖2.6 設置鋪層截面

圖2.7 設置邊界及載荷條件

圖2.8 定義失效準則

根據失效判定標準——大于1的部分為材料失效，即下圖中管道紅色部分為達到材料失效，如圖2.9所示。

圖2.9 復合材料失效云圖

ANSYS ACP的“Draping”功能主要是用來糾正仿真中的纖維方向。下面兩幅圖列出了未采用“Draping”功能和采用“Draping”功能的纖維方向對比。

圖3.1 未采用“Draping”功能圖       3.2 采用“Draping”功能

ANSYS ACP自動展開功能可顯示實際鋪層用料的形狀，通過ANSYS Spaceclaim或CAD工具可查看展開輪廓的尺寸大小，該功能對鋪層設計具有指導意義。

圖3.3 鋪層自動展開效果圖圖       3.4 鋪層展開輪廓