本案例文檔，適合本科畢業設計水平，具有極高參考價值，請合理使用文檔。涉及ACP復合材料鋪層，后處理等相關設置方法。過程詳細，結果合理。相關復合材料鋪層均可使用該文檔方法設置完成。

附帶詳細講解視頻和案例模型

復合材料因其高比強度、可設計性強等特點，在無人機輕量化結構中應用廣泛。本文基于ANSYS軟件平臺，詳細闡述復合材料無人機結構仿真的全流程操作，涵蓋幾何處理、材料定義、鋪層設計、載荷施加及結果驗證等關鍵環節。通過本文，用戶可系統掌握復合材料結構仿真技術，優化無人機設計，確保結構安全性與可靠性。

幾何模型預處理

抽殼處理（Shell Extraction）無人機結構多為薄壁殼體，需將實體模型轉換為殼單元以提升計算效率。操作路徑：Geometry > 右鍵部件 > 選擇“抽殼”，輸入設計厚度（如0.2mm）。

注意事項：抽殼后需檢查面法向方向（Tools > 面法向），確保所有面外法向一致，避免后續分析中出現應力方向錯誤。對于多曲面模型，抽殼可能導致局部厚度不均，需通過“偏置面”功能手動調整。

細節簡化，刪除非關鍵特征：移除直徑小于2mm的孔、倒角及裝飾性結構（選中孔邊緣 > Delete）。

合并面：針對相鄰面片，使用“合并面”工具（Tools > 合并面）消除微小間隙或尖角。案例：機翼與機身連接處常存在微小面片，合并后可提升網格質量。若模型關于XY平面對稱，可僅處理單側結構，再通過鏡像生成整體（Tools > 鏡像）。鏡像驗證：鏡像后需檢查對稱面是否完全貼合，避免因公差導致網格不連續。

刪除冗余部件，移除內部支撐管、非承重連接件等，僅保留主承力結構。示例：無人機起落架安裝座若與靜力分析無關，可直接刪除以簡化模型。

接下來我們將進行建模處理，首先打開軟件，主要工作是劃分網格并進行命名。在這一過程中，添加的元素對分析并無實際影響，關鍵在于確保能夠進行計算。相關屬性的設置將在后續的ACP階段進行。在劃分網格時，我們首先嘗試使用3毫米的尺寸，若效果尚可，亦可選擇更密集的網格劃分。接著，我們需要對不同的部分進行命名，明確其功能和關鍵特性。詳細的操作步驟如下：

網格尺寸控制，初始尺寸：推薦3mm，平衡計算精度與效率。網格劃分方法隨意，面網格都能劃分成功，但是如果是體網格，可以用不同方法試一下，看看那種方式更合理網格更少。

最終網格圖如下所示。局部加密：針對高應力區域（如機翼根部、連接孔），插入尺寸控制，加密至1mm。加密原則為應力梯度越大，網格越密。網格質量驗證雅可比（Jacobian Ratio）：通過Mesh Metric工具檢查，建議值>0.3。若雅可比比過低，可調整網格類型為四邊形主導（Quad Dominant）或重新劃分局部區域。

命名選擇集（Named Selections）按部件功能創建命名集。使用“框選+過濾器”快速選擇相同特征的面或邊。命名規則統一為英文，避免后續ACP模塊識別錯誤。

對于尺寸為1.5毫米的部分，右鍵選擇創建Name selection，命名為15face；尺寸為2.5毫米的部分，命名為15face，管子部分命名為1guanzi（最好是逐一創建，以避免因不連續而導致的警告信息）。

ACP模塊設置（復合材料鋪層），更新完成后，選擇正確的模塊進行前處理和后處理，接著進行ACP建模。同時，考慮到部分部件已被隱藏，需找到相應模塊，僅共享幾何形狀，并創建靜態結構模塊。將靜態結構模塊的結果和ACP的set up結果傳遞給相應模塊。雙擊打開模塊，進行材料鋪層設置。使用毫米作為單位。

 材料定義，在E模塊下雙擊Engenering Data，找到材料數據庫，對模型材料進行設置，添加Aluminus Alloy、Epoxy Carbon UD(230Gpa) Wet、Epoxy Carbon Woven(230Gpa) Wet材料。定義材料的彈性模量、泊松比等屬性。回到mechanical界面，更新材料，確保材料屬性正確加載。

在創建材料時，我們使用編織材料，并根據需要調整材料屬性。我們創建以下三個不同的材料層，并設置厚度。外層鋪層：厚度0.2mm（編織材料）。

內部鋪層：厚度0.2mm（UD材料）。

內層鋪層：厚度0.175mm（UD材料）。

鋪層方向與坐標系，創建單元集并進行坐標系設置。對于不同的部件，使用全局坐標系進行設置，并檢查不同方向的顯示效果。創建第二個部件時，確保其坐標系正確設置。

 鋪層設置，管子為1mm，鋪層設置如下：

接著，為1.5毫米的face15進行鋪層，總層數8層。

接著，為2.5毫米的face25進行鋪層，中間層有12層厚度為1.75毫米的UD材料，采用對稱鋪層設置。

創建完畢后，可查看總厚度，確保所有部件的厚度均正確。

在前處理模塊中完成計算后，保存并更新，然后進入后處理模塊。

靜態結構分析設置