復合材料NX前后處理案例之Modeling 3D Laminates

用三維鋪層元素建模有很多優勢，但同時二維平面的應力假設也將不成立。下面列出3D laminate elements的優勢和劣勢：

優勢：

3D elements provide through-thickness stresses, and a better estimate of transverse shear stresses

?Solvers scale the 3D laminate thickness as a function of the nodal coordinates.

?This allows for the entire layup to stretch in the stackup direction, easily modeling variable thickness plies like cores.

?Versatility. You can model the laminate stack as:

?A single 3D element layer, where one element references all the plies.

?A different 3D layer for each ply in the layup.

?Any number of layers, each pointing to pre-defined plies

?3D inflation accounts for the presence of resin pockets at ply drop-off areas

 

劣勢：

Increased number of nodes and potentially elements, more physical properties means longer solution times.

?Using a single 3D element through the thickness may not allow for adequate bending stiffness representation of relatively thin parts.

 

詳細內容見附件。

另外，文檔內容還主要包括：

（1）如何創建3D laminates

（2）solid laminate 的屬性及建模，算例包含如下幾個：

算例1在帶孔曲面襯墊上直接定義3D層壓材料單元（Create a 3D laminate on a pad）

3D模型：帶孔曲面襯墊

算例概述：

直接在3D實體的兩個面之間建3D掃掠網格，然后對網格賦實體層壓材料物理性質（solid laminate properties）（包含操作：用字符串定義鋪層，修改鋪層屬性、添加子鋪層組等等）。

算例2基于全局鋪層拉伸2D網格（Extrude the 2D mesh using the global layup）

3D模型：擋泥板

算例概述：

從一個已經定義了層壓板物理性質的FEM文件出發，拉伸全局鋪層成為3D單元（extrude layup to 3D），檢查拉伸出的3D鋪層實體，并以此為基礎改變鋪層厚度，smooth拉伸，把拉伸的單元集合成一個3D層

算例3基于全局鋪層填充成實體（Create a solid laminate using the global layup）

3D模型：帶孔曲面襯墊

算例概述：

首先定義2D關聯網格，導入已有的層壓材料物理性質來創建全局鋪層，通過填充層壓材料的方法在3D實體的兩個面之間定義復合材料，并定義新的材料方向，檢查創建的區域（Zones）。

Lesson_4_Modeling_3D_Laminates.pdf