【iSolver案例分享52】復合材料層合板彈性拉伸仿真

引言：復合材料由于其優異的性能，廣泛用于各個領域。結構有限元軟件iSolver已發展到一定階段，現采用結構有限元軟件iSolver進行結構分析，iSolver可使用全自主的前后處理或者Abaqus作為前后處理工具。本文以標準復合材料層合板試樣的彈性拉伸仿真分析為例，采用Abaqus前后處理，模型分別輸入到iSolver求解器和Abaqus進行計算，并比對兩種有限元軟件的計算結果。

（1） 模型尺寸與網格

拉伸試件模型形狀為長方形，幾何尺寸根據聚合物基復合材料拉伸性能標準試驗方法確定，截面草圖如下圖所示。層合板單層厚度0.2mm，鋪層順序為，總厚度為1.6mm。

拉伸模型草圖尺寸

采用C3D8R單元對模型進行網格劃分，劃分結果如下圖所示。注意：由于層合板具有8層，因此對模型劃分網格時，厚度方向應為8的倍數個網格，本案例中使用8個網格。

（2） 材料及單元屬性

由于復合材料層合板在宏觀表現為線彈性力學行為，因此本模型中只需要對其賦予彈性屬性，單層板的材料屬性如下圖所示。

單層板材料屬性

使用abaqus自帶的composite layup功能對幾何模型進行層合板設置，分別設置鋪層角度。

復合材料層合板設置

最后復合材料層合板模型可以通過查詢鋪層查看其鋪層信息，如下圖所示。

復合材料層合板鋪層信息

（3） 邊界條件

分別在兩個端面處建立參考點RP-1與RP-2，分別與兩個端面進行耦合約束，方便施加載荷約束與載荷位移曲線結果的提取。左端固定，右端施加沿x方向的拉伸載荷2mm。

邊界條件施加

（4） 計算結果

iSolver計算結果（四種鋪層）：

Abaqus計算結果（四種鋪層）：

載荷位移曲線：

從應力云圖與對比可以看出，兩個求解器求解結果在局部區域應力分布略有不同。但載荷位移曲線可以看出，對結構的力學性能預測較為準確。

（5） iSolver免費下載

iSolver為免費軟件，且無license限制，最新版免費下載地址如下：

http://www.yqgqt.org.cn/content/post/337351