【iSolver案例分享69】V型芯復合材料板受力分析

1. 引言

iSolver為一個完全自主的面向工程應用的通用結構有限元軟件，對標Nastran、 Ansys 、Abaqus設計和實現，具備結構有限元常用分析類型和單元、材料、載荷等基礎算法組件，精度和Abaqus一致。以復合材料板受力分析為例，演示iSolver的分析流程，并將iSolver和Abaqus計算結果進行對比。

2. 案例背景

此案例為V型芯復合材料受力分析，V型芯復合材料板由于其獨特的結構設計，能夠有效分散載荷，提高復合材料的抗彎、抗剪和抗壓能力，在保證強度和剛度的前提下，顯著降低結構的重量。這對于航空航天、汽車、船舶等對重量敏感的領域尤為重要，可以減少能源消耗，提高運載效率。

3. 有限元模型介紹

復合材料板模型如下：

模型采用實體單元C3D8R劃分，網格半徑為0.75mm，網格數量為：144907。

復合材料板分為板材和V型芯，建模流程如下：

1）創(chuàng)建板材part

使用shape功能創(chuàng)建矩形平面，隨后通過Extrude功能拉伸形成矩形體，網格半徑0.75mm，網格數量：34860。

2）創(chuàng)建V型芯part

使用Node Manager功能創(chuàng)建單個V型芯面，隨后通過Element Extrude功能拉伸形成單個V型芯體，再使用Element Translate(Copy)功能陣列若干V型芯體形成連續(xù)V型芯。網格半徑0.75mm，網格數量：75187。

復合材料板中的板材采用鋼材，楊氏模量為21000MPa，泊松比為0.25；V型芯為輕質彈性材料，楊氏模量為5.17MPa，泊松比為0.48。材料參數設置如下:

            

板材與V型芯之間接觸面采用Tie約束。

下層板底部約束6個自由度，上層板材上表面施加方向向下，大小為8mm的位移。約束及約束施加設置如下：

分析步設置如下：

本案例將相同模型分別在isolver與Abaqus中進行計算并對比。

4. 結果分析

1）應力

iSolver計算結果：

Abaqus計算結果：

2）位移

iSolver計算結果：

Abaqus計算結果

3）應變

iSolver計算結果：

Abaqus計算結果

5. 結果對比如總表如下

由以上結果云圖分析可知，iSolver和Abaqus兩個求解器對同一模型分析的結果同一性較好，應力應變的最值發(fā)生位置一致，具體數值分析見下表。

	iSolver	Abaqus
應力	6.044e+02	6.044e+02
位移	8.097e+00	8.097e+00
應變	2.861e-02	2.861e-02