復(fù)合材料仿真的案例
復(fù)合材料仿真分析基礎(chǔ)篇---概述
復(fù)合材料仿真分析基礎(chǔ)篇---概述
1、復(fù)合材料與有限元計(jì)算
復(fù)合材料是由有機(jī)高分子、無(wú)機(jī)非金屬或金屬等幾類不同材料通過(guò)復(fù)合工藝組合而成的新型材料，它既能保留原組分材料的主要特色，又通過(guò)復(fù)合效應(yīng)獲得原組分所不具備的性能。可以通過(guò)材料設(shè)計(jì)使各組分的性能互相補(bǔ)充并彼此關(guān)聯(lián)，從而獲得新的優(yōu)越性能，與一般材料的簡(jiǎn)單混合有本質(zhì)的區(qū)別。復(fù)合材料是在結(jié)構(gòu)成形的同時(shí)形成的，因此，材料性能依賴于成形工藝，材料許用值與結(jié)構(gòu)成形工藝密切相關(guān)，同時(shí)，所用材料/工藝的任何變化都有可能對(duì)結(jié)構(gòu)性能帶來(lái)變化。
復(fù)合材料仿真分析的優(yōu)點(diǎn)：
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采用傳統(tǒng)的等代設(shè)計(jì)（等剛度、等強(qiáng)度）、準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)等設(shè)計(jì)方法，復(fù)合材料的優(yōu)異性能難以充分發(fā)揮。
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在復(fù)合材料結(jié)構(gòu)分析中，已經(jīng)廣泛采用有限元數(shù)值仿真分析，其基本原理在本質(zhì)上與各向同性材料相同，只是離散方法和本構(gòu)矩陣不同。復(fù)合材料有限元法中的離散化是雙重的，包括了對(duì)結(jié)構(gòu)的離散和每一鋪層的離散。這樣的離散可以使鋪層的力學(xué)性能、鋪層方向、鋪層形式直接體現(xiàn)在剛度矩陣中。
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有限元分析軟件，均把增強(qiáng)材料和基體復(fù)合在一起，討論結(jié)構(gòu)的宏觀力學(xué)行為，因此可以忽略復(fù)合材料的多相性導(dǎo)致的微觀力學(xué)行為，以每一鋪層為分析單元。
2、復(fù)合材料仿真模型及方法
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宏觀力學(xué)分析方法
從材料是均勻的假定出發(fā)，僅從復(fù)合材料平均表觀性能檢驗(yàn)組分材料的作用來(lái)研究復(fù)合材料的宏觀力學(xué)性能。將單向板看成均勻的各向異性材料，不考慮纖維與基體的具體區(qū)別，用其平均性能來(lái)表示單層材料的剛度和強(qiáng)度特性。可以比較容易地分析單層和疊層材料的各力學(xué)性質(zhì)。
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細(xì)觀力學(xué)分析方法
從分析組分材料之間的相互影響來(lái)研究復(fù)合材料的力學(xué)性能。由于實(shí)際纖維形狀不完全規(guī)則和排列不完全均勻，制造工藝差異與材料內(nèi)部的缺陷等，細(xì)觀力學(xué)分析方法尚不能完全反應(yīng)實(shí)際材料狀況，故尚需進(jìn)一步深入研究。
展開 復(fù)合材料仿真分析基礎(chǔ)篇---概述
1、復(fù)合材料與有限元計(jì)算
復(fù)合材料是由有機(jī)高分子、無(wú)機(jī)非金屬或金屬等幾類不同材料通過(guò)復(fù)合工藝組合而成的新型材料，它既能保留原組分材料的主要特色，又通過(guò)復(fù)合效應(yīng)獲得原組分所不具備的性能。可以通過(guò)材料設(shè)計(jì)使各組分的性能互相補(bǔ)充并彼此關(guān)聯(lián)，從而獲得新的優(yōu)越性能，與一般材料的簡(jiǎn)單混合有本質(zhì)的區(qū)別。復(fù)合材料是在結(jié)構(gòu)成形的同時(shí)形成的，因此，材料性能依賴于成形工藝，材料許用值與結(jié)構(gòu)成形工藝密切相關(guān)，同時(shí)，所用材料/工藝的任何變化都有可能對(duì)結(jié)構(gòu)性能帶來(lái)變化。
復(fù)合材料仿真分析的優(yōu)點(diǎn)：
△采用傳統(tǒng)的等代設(shè)計(jì)（等剛度、等強(qiáng)度）、準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)等設(shè)計(jì)方法，復(fù)合材料的優(yōu)異性能難以充分發(fā)揮。
△ 在復(fù)合材料結(jié)構(gòu)分析中，已經(jīng)廣泛采用有限元數(shù)值仿真分析，其基本原理在本質(zhì)上與各向同性材料相同，只是離散方法和本構(gòu)矩陣不同。復(fù)合材料有限元法中的離散化是雙重的，包括了對(duì)結(jié)構(gòu)的離散和每一鋪層的離散。這樣的離散可以使鋪層的力學(xué)性能、鋪層方向、鋪層形式直接體現(xiàn)在剛度矩陣中。
△有限元分析軟件，均把增強(qiáng)材料和基體復(fù)合在一起，討論結(jié)構(gòu)的宏觀力學(xué)行為，因此可以忽略復(fù)合材料的多相性導(dǎo)致的微觀力學(xué)行為，以每一鋪層為分析單元。
2、復(fù)合材料仿真模型及方法
△宏觀力學(xué)分析方法
從材料是均勻的假定出發(fā)，僅從復(fù)合材料平均表觀性能檢驗(yàn)組分材料的作用來(lái)研究復(fù)合材料的宏觀力學(xué)性能。將單向板看成均勻的各向異性材料，不考慮纖維與基體的具體區(qū)別，用其平均性能來(lái)表示單層材料的剛度和強(qiáng)度特性。可以比較容易地分析單層和疊層材料的各力學(xué)性質(zhì)。
△細(xì)觀力學(xué)分析方法
從分析組分材料之間的相互影響來(lái)研究復(fù)合材料的力學(xué)性能。
展開 復(fù)合材料設(shè)計(jì)與制造一體化仿真
【線上＋線下】第二期PAM-COMPOSITE復(fù)合材料成型工藝仿真培
訓(xùn)
復(fù)合材料力學(xué)
復(fù)合材料力學(xué)
2025年12月30日 14:33 陜西
PAM-COMPOSITE軟件功能涵蓋：
纖維織物的懸垂和模壓成型
樹脂傳遞模塑 (RTM)、高壓 RTM 和壓縮 RTM及其衍生工藝
熱固性樹脂的固化過(guò)程
樹脂固化后引起的制件翹曲變形
片狀模塑料 (SMC)的模壓成型
與制件設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)仿真的傳輸接口
通過(guò)仿真檢驗(yàn)設(shè)計(jì)部門定義的產(chǎn)品信息， 允許將制造結(jié)果順利轉(zhuǎn)移到設(shè)計(jì)部門進(jìn)行復(fù)合 材料制件的結(jié)構(gòu)數(shù)模“凍結(jié)”。
為了普及復(fù)合材料成形工藝仿真分析技術(shù)，復(fù)合材料力學(xué)公眾平臺(tái)將于2026年1月24 日-1月25日在陜西西安舉辦為期兩天的第二期PAM-COMPOSITE復(fù)合材料成型工藝 仿真培訓(xùn)班，此期培訓(xùn)主要通過(guò)“理論+實(shí)操”講解基于PAM-COMPOSITE軟件對(duì)連續(xù) 纖維增強(qiáng)復(fù)合材料制件的成型工藝仿真， 包括纖維干布或預(yù)浸料的模壓成型仿真， 液 態(tài)模塑RTM成型仿真，熱固性樹脂的固化變形仿真以及片狀模塑料（SMC）模壓成型
仿真。同時(shí)為了拓展復(fù)合材料制件設(shè)計(jì)制造一體化的全流程仿真，增加CATIA CPD或
Fibersim的制件鋪層設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單實(shí)操培訓(xùn)和ABAQUS的制件強(qiáng)度校核簡(jiǎn)單實(shí)操培訓(xùn)。
展開 北鯤云超算平臺(tái)直播 | 基于Ansys-Workbench-ACP復(fù)合材料仿真分析
北鯤云在9月29日，邀請(qǐng)從事復(fù)合材料行業(yè)多年的江華軍老師做客北鯤云講堂，為大家分享了基于Ansys-Workbench-ACP復(fù)合材料仿真分析。
江老師主要方向?yàn)?em>復(fù)合材料測(cè)試，復(fù)雜造型建模，復(fù)合材料靜、動(dòng)力學(xué)及成型工藝仿真。
簡(jiǎn)單回顧概括一下直播內(nèi)容為：
復(fù)合材料簡(jiǎn)介
ANSYS-workbench-ACP軟件介紹
基于ANSYS復(fù)合材料實(shí)例仿真分析
Ansys-workbench-ACP：ACP支持基于Python腳本語(yǔ)言，結(jié)合Excel實(shí)現(xiàn)快速建模，提供效率。
比起概念，相信大家更想要接觸實(shí)例，江老師也為我們演示了基于ANSYS復(fù)合材料實(shí)例仿真分析。
例：沖浪板靜強(qiáng)度分析（采用ansys2021R2版本
分析流程
1 材料屬性添加
2 Mechanical界面幾何和網(wǎng)格設(shè)置
3 坐標(biāo)系、方向選擇集、鋪層定義
4 邊界條件、載荷和求解
5 結(jié)果后處理
詳細(xì)的案例講解結(jié)束后，老師也展示了在北鯤云超算平臺(tái)上進(jìn)行計(jì)算的便利之處。
想要觀看完整視頻的朋友可以找找我們的B站賬號(hào)即可！
展開 
直播預(yù)告 | 復(fù)合材料高級(jí)非線性分析仿真應(yīng)用案例
精彩直播預(yù)告
復(fù)合材料結(jié)構(gòu)分析涉及的學(xué)科眾多，其中部分結(jié)構(gòu)分析受到工藝、環(huán)境、復(fù)雜材料體系等眾多因素影響，使用通用CAE軟件分析時(shí)很難模擬實(shí)際場(chǎng)景。海克斯康工業(yè)軟件為此推出了針對(duì)復(fù)合材料結(jié)構(gòu)分析的解決方案，通過(guò)多尺度復(fù)合材料分析平臺(tái)Digimat和高級(jí)非線性CAE分析工具M(jìn)arc聯(lián)合使用，可實(shí)現(xiàn)部分復(fù)合材料結(jié)構(gòu)的高級(jí)分析功能，典型的包括：復(fù)合材料結(jié)構(gòu)熱濕性能分析、復(fù)合材料結(jié)構(gòu)固化分析、熱塑復(fù)合材料結(jié)構(gòu)分析、復(fù)合材料疲勞分析等功能。
本期海克斯康直播講堂請(qǐng)到了非線性CAE仿真專家宋老師和復(fù)合材料仿真專家龔老師強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)手合作，帶來(lái)復(fù)合材料高級(jí)非線性分析仿真應(yīng)用案例主題直播，從Marc和Digimat的功能模塊出發(fā)，到兩者如何聯(lián)合仿真以進(jìn)行復(fù)合材料結(jié)構(gòu)高級(jí)分析的實(shí)際工程應(yīng)用案例，為您帶來(lái)一種全新的復(fù)合材料結(jié)構(gòu)分析方法。敬請(qǐng)關(guān)注！
10月24日 14:00
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直播內(nèi)容聚焦
?? 考慮工藝接口的復(fù)合材料結(jié)構(gòu)多尺度分析
?? Digimat & Marc 復(fù)合材料高級(jí)分析應(yīng)用案例展示
復(fù)合材料結(jié)構(gòu)熱濕結(jié)構(gòu)性能分析
復(fù)合材料固化分析
復(fù)合材料結(jié)構(gòu)疲勞分析
龔慧靈
海克斯康復(fù)合材料仿真專家
畢業(yè)于西北工業(yè)大學(xué)復(fù)合材料專業(yè)，負(fù)責(zé)Digimat大中華區(qū)的技術(shù)支持及項(xiàng)目實(shí)施。在航空復(fù)合材料結(jié)構(gòu)、汽車輕量化結(jié)構(gòu)分析領(lǐng)域工程經(jīng)驗(yàn)豐富，支持&參與的項(xiàng)目涵蓋：航空復(fù)合材料結(jié)構(gòu)失效分析、CFRP結(jié)構(gòu)固化回彈評(píng)估、SFRP部件沖擊失效及NVH分析等。
宋金松
海克斯康非線性CAE仿真專家
2014年加入海克斯康，從事非線性軟件Marc技術(shù)支持，具有20多年的CAE仿真工作經(jīng)驗(yàn)。
展開 Digimat多尺度建模技術(shù)體系研究：復(fù)合材料仿真前沿進(jìn)展
軟件概述與技術(shù)架構(gòu)
Digimat是由e-Xstream engineering（現(xiàn)歸屬Hexagon Manufacturing Intelligence）開發(fā)的專業(yè)復(fù)合材料多尺度建模與仿真平臺(tái)。作為當(dāng)前復(fù)合材料仿真領(lǐng)域的標(biāo)桿軟件，Digimat采用獨(dú)特的多尺度方法學(xué)框架，實(shí)現(xiàn)了從微觀纖維/基體界面到宏觀結(jié)構(gòu)性能的跨尺度預(yù)測(cè)。
核心技術(shù)特點(diǎn)：
l 材料-工藝-性能一體化建模：集成材料數(shù)據(jù)庫(kù)包含500+種常見增強(qiáng)纖維和樹脂基體；
l 多物理場(chǎng)耦合能力：支持力學(xué)-熱學(xué)-電學(xué)耦合分析；
l 工業(yè)接口豐富：與Abaqus、ANSYS、LS-DYNA等主流CAE軟件無(wú)縫對(duì)接。
2. 核心功能評(píng)測(cè)
2.1 微觀尺度表征能力
Digimat-MF模塊通過(guò)代表性體積單元(RVE)方法，精確預(yù)測(cè)復(fù)合材料的局部應(yīng)力/應(yīng)變場(chǎng)。
展開 WoundSim2020復(fù)合材料神器，能聯(lián)合abaqus完成各種復(fù)合材料的建模仿真 ￥599
就像WCM插件一樣，生成的Abaqus模型可以直接運(yùn)行，其中包括：
圖層幾何和分區(qū)
清潔儲(chǔ)層網(wǎng)格生成
變換后的材料特性
根據(jù)垃圾箱分配的部分
模擬以驗(yàn)證所有要求的儲(chǔ)層需求：
靜態(tài)和動(dòng)態(tài)爆破壓力
熱膨脹
動(dòng)態(tài)跌落測(cè)試和影響
循環(huán)和疲勞評(píng)估
ABAQUS結(jié)果
WoundSIM具有先進(jìn)的材料特性，可以進(jìn)行先進(jìn)的后處理和復(fù)合材料層故障預(yù)測(cè)。
預(yù)編譯的用戶子例程可訪問(wèn)高級(jí)輸出，例如
繞組角度，纖維和基體應(yīng)力和應(yīng)變，損傷參數(shù)和復(fù)合材料襯板界面損傷。
WoundSIM到Abaqus的界面提供了許多無(wú)縫的后處理功能，例如專用的路徑繪制和輪廓繪制工具，就像WCM插件中包含的那樣。
參數(shù)COPV建模
WoundSIM提供了高級(jí)工程功能和集成算法，從而為復(fù)合材料仿真設(shè)計(jì)人員和模擬工程師提供了多種功能。
下面列出了其中一些功能：
參數(shù)化設(shè)計(jì)能力
實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)
批處理
儲(chǔ)層幾何靈活性研究
與其他軟件插件的相關(guān)性
高級(jí)模型關(guān)聯(lián)
后處理高級(jí)圖像處理
展開 復(fù)合材料仿真分析之路還要走多遠(yuǎn)？
(文章轉(zhuǎn)自復(fù)合材料力學(xué)公眾號(hào))
復(fù)合材料仿真分析真正用于指導(dǎo)工程設(shè)計(jì)還有多遠(yuǎn)的路要走？看到這個(gè)問(wèn)題可能很多人會(huì)想，復(fù)合材料仿真分析蓬勃發(fā)展了幾十年不是一直都在用于指導(dǎo)工程設(shè)計(jì)嗎？每天新發(fā)表的這方面的文章也是層出不窮。事實(shí)上，先進(jìn)的復(fù)合材料理論發(fā)展了幾十年，工業(yè)界仿真水平還是有所滯后，工業(yè)界設(shè)計(jì)驗(yàn)證還是以試驗(yàn)為主，仿真輔助，且是主觀經(jīng)驗(yàn)性很強(qiáng)的仿真。另外，還有一部分基本概念、有限元理論和復(fù)合材料力學(xué)都欠缺的偽仿真，仿真對(duì)他們來(lái)說(shuō)可能是漂亮的動(dòng)畫或云圖。
現(xiàn)在的仿真分析依然沒有擺脫其尷尬的處境。經(jīng)典的力學(xué)發(fā)展了數(shù)百年，搞基礎(chǔ)理論研究的人想在復(fù)合材料力學(xué)理論方面有所創(chuàng)新已經(jīng)很難了；而另一方面，現(xiàn)有的復(fù)合材料理論和分析方法缺乏全面的驗(yàn)證，搞不清一種理論方法到底適用于哪種工況，其誤差究竟有多少，導(dǎo)致工程設(shè)計(jì)中無(wú)人敢用；再加上大量未經(jīng)過(guò)驗(yàn)證的研究工作紛紛發(fā)表，一看全會(huì)，一用全廢，讓很多人都覺得仿真分析是花拳繡腿，坐實(shí)了其花瓶?jī)旱慕巧?未來(lái)是數(shù)字化、智能化的時(shí)代，先進(jìn)仿真分析技術(shù)是數(shù)字化、智能化的基礎(chǔ)，是以后工程設(shè)計(jì)的必備手段，隨著建模方法和分析方法的逐步完善和規(guī)范，其發(fā)揮的作用也將越來(lái)越大。現(xiàn)階段，仍然有很多基礎(chǔ)理論和驗(yàn)證工作去做。但目前工業(yè)部門/科研院所和高校之間存在鴻溝，溝通不足，各有各的問(wèn)題。
高校
高校側(cè)重基礎(chǔ)研究，解決具體的科學(xué)問(wèn)題，但高校離實(shí)際需求較遠(yuǎn)，有些研究會(huì)偏離實(shí)際應(yīng)用；其次，其研究多著眼于細(xì)節(jié)，扎得深，看得也會(huì)窄，難以形成系統(tǒng)整體的規(guī)劃；另外，部分老師的研究?jī)?nèi)容多取決于經(jīng)費(fèi)來(lái)源，有什么項(xiàng)目做什么事，一旦經(jīng)費(fèi)沒有了，可能之前做得很好的工作都無(wú)法再延續(xù)，很可惜。
且近些年高校內(nèi)卷嚴(yán)重，老師這個(gè)群體也是壓力山大，主要精力放在發(fā)論文、拉項(xiàng)目上，不這樣做，可能連留校的機(jī)會(huì)都沒有。
展開 【開學(xué)季八折：技術(shù)鄰復(fù)合材料仿真模擬精品課程推薦】
【開學(xué)季八折：技術(shù)鄰復(fù)合材料仿真模擬精品課程推薦】
截至目前，技術(shù)鄰上關(guān)于復(fù)合材料課程的總播放量已超80000，關(guān)注復(fù)合材料課程的會(huì)員數(shù)近萬(wàn)人。
秋風(fēng)送爽，丹桂飄香，又迎來(lái)了九月開學(xué)季，技術(shù)鄰為感謝眾多會(huì)員的信賴和支持，現(xiàn)精選十門復(fù)合材料仿真模擬精品課程，特別推出限時(shí)八折優(yōu)惠活動(dòng)。
活動(dòng)日期：即日起至9月15日。
1. 【技術(shù)鄰直播四場(chǎng)】ABAQUS復(fù)合材料分析培訓(xùn)-一次掌握Abaqus各類復(fù)合材料結(jié)構(gòu)建模與分析
本系列課程是君莫老師在技術(shù)鄰平臺(tái)直播的錄播課程，絕對(duì)的品質(zhì)保障，讓你一次掌握Abaqus各類復(fù)合材料結(jié)構(gòu)建模與分析，8個(gè)半小時(shí)的課程長(zhǎng)度，滿分好評(píng)課程！特此推薦。
https://www.yqgqt.org.cn/college/video/c11469
2. ABAQUS-復(fù)合材料線性和非線性屈曲分析模擬（conventional shell）
本案例基于ABAQUS，采用bukle、riks分析步對(duì)conventional shell的鋪層復(fù)合材料進(jìn)行線性和非線性屈曲分析。結(jié)構(gòu)為帶加強(qiáng)筋的圓弧柱面，輸出應(yīng)力位移云圖，位移載荷曲線。
https://www.yqgqt.org.cn/college/video/c11285
3. Abaqus 復(fù)合材料VUMAT子程序詳解（更新完畢）
君莫老師復(fù)合材料VUMAT子程序全方位課程，共計(jì)2小時(shí)時(shí)長(zhǎng)，本課程詳細(xì)介紹復(fù)合材料結(jié)構(gòu)VUMAT子程序的原理、編寫方法，并詳細(xì)介紹在復(fù)合材料失效分析方面的應(yīng)用案例。
https://www.yqgqt.org.cn/college/video/c10610
4.
展開 【官方免費(fèi)直播】Altair復(fù)合材料仿真及優(yōu)化解決方案
Altair復(fù)合材料仿真及優(yōu)化解決方案
培訓(xùn)專題
Altair復(fù)合材料解決方案
課程內(nèi)容
Altair復(fù)合材料整體解決方案
Esacomp、 MultiScale Designer、OptiStruct、Radioss復(fù)合材料功能簡(jiǎn)介
模流分析、多尺度分析及結(jié)構(gòu)分析的聯(lián)合仿真
目標(biāo)受眾
復(fù)合材料設(shè)計(jì)及CAE仿真工程師
講師介紹
劉勇，Altair技術(shù)專家，在Altair工作約10年，5年的OptiStruct軟件開發(fā)經(jīng)驗(yàn)，3年的項(xiàng)目咨詢經(jīng)驗(yàn)，2年技術(shù)支持。精通復(fù)合材料理論，熟悉復(fù)合材料的設(shè)計(jì)流程，參與過(guò)多個(gè)軍工項(xiàng)目的復(fù)合材料設(shè)計(jì)、優(yōu)化。
時(shí)間
2018年11月13日 19點(diǎn)
報(bào)名方式
點(diǎn)擊鏈接立即報(bào)名：https://www.yqgqt.org.cn/live/10551
掃描下方二維碼報(bào)名，參與活動(dòng)還可以領(lǐng)取官方資料包
展開 7/20 Ansys Mechanical 短纖維復(fù)合材料結(jié)構(gòu)仿真解決方案
Ansys Mechanical 2021R1最主要的功能更新在于短纖維復(fù)合材料仿真流程的全面完善，短纖維復(fù)合材料結(jié)構(gòu)在汽車零部件、電子消費(fèi)產(chǎn)品等領(lǐng)域擁有極為廣泛的應(yīng)用。Ansys Mechanical 2021R1填補(bǔ)了短纖維增強(qiáng)復(fù)合材料注塑成型和結(jié)構(gòu)模擬之間溝壑，這一新的工作流程使短纖維增強(qiáng)塑料的模擬比以往任何時(shí)候都更容易和更快。 Ansys 2021 R1最新版本的Ansys Mechanical能夠模擬注塑塑料的真實(shí)和復(fù)雜細(xì)節(jié)，如纖維的方向和零件中存在的注塑應(yīng)力。這將大大提高結(jié)構(gòu)開發(fā)的準(zhǔn)確性。
本直播將介紹在Ansys Mechanical中開展短纖維注塑結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、振動(dòng)特性分析的流程、方法及Demo。
展開 
主動(dòng)變形智能復(fù)合材料設(shè)計(jì)與變形模擬報(bào)告
主動(dòng)變形智能復(fù)合材料
設(shè)計(jì)與變形模擬報(bào)告
主動(dòng)變形智能復(fù)合材料
設(shè)計(jì)與變形模擬報(bào)告 ￥19.89
主動(dòng)變形智能復(fù)合材料
設(shè)計(jì)與變形模擬報(bào)告
2021年6月
目錄
一、引言 1
二、研究?jī)?nèi)容 1
2.1 結(jié)構(gòu)復(fù)合材料基本力學(xué)屬性 1
2.2 MFC 基本力學(xué)屬性 2
三、仿真分析理論基礎(chǔ) 3
3.1 MFC 的驅(qū)動(dòng)與傳感性能分析 3
3.2 壓電纖維復(fù)合材料的本構(gòu)方程 3
3.3 壓電纖維復(fù)合材料的平面假定 5
3.4 MFC 的力學(xué)性能分析 6
四、仿真模擬分析 8
4.1 單層鋪設(shè)復(fù)合材料板仿真 10
4.2 兩層鋪設(shè)復(fù)合材料板仿真 12
4.2.1 [0/90]鋪設(shè)兩層板 12
4.2.2 [45/135]鋪設(shè)兩層板 13
4.3 三層鋪設(shè)復(fù)合材料板仿真 14
4.3.1 [0/90/0]鋪設(shè)三層板 14
4.3.2 [45/90/135]鋪設(shè)三層板 15
4.4 四層鋪設(shè)復(fù)合材料板仿真 16
4.4.1 [0/90/0/90]鋪設(shè)四層板 16
4.4.2 [0/45/135/0]鋪設(shè)四層板 17
4.5 五層鋪設(shè)復(fù)合材料板仿真 18
4.5.1 [0/90/0/90/0]鋪設(shè)五層板 18
4.5.2 [0/45/90/135/0]鋪設(shè)五層板 19
五、分析及結(jié)論 20
一、引言
主動(dòng)變形智能復(fù)合材料是指將MFC與結(jié)構(gòu)復(fù)合材料進(jìn)行復(fù)合后形成的材料。
展開 ANSYS復(fù)合材料仿真分析及其在航空領(lǐng)域的應(yīng)用
二.ANSYS復(fù)合材料仿真技術(shù)及其在航空領(lǐng)域應(yīng)用
復(fù)合材料具有各向異性、耦合效應(yīng)、層間剪切等特殊性質(zhì)，因此復(fù)合材料結(jié)構(gòu)的精確仿真，已成為現(xiàn)代航空結(jié)構(gòu)的迫切需求。
許多CAE程序都可以進(jìn)行復(fù)合材料的分析，但是大多程序并沒有提供完備的功能，使復(fù)合材料的精確仿真難以完成。如有些程序不提供非線性分析能力，有些不提供層間剪切應(yīng)力的求解能力，有些不提供考慮材料失效破壞繼續(xù)計(jì)算能力等等。ANSYS作為一款著名的商業(yè)化大型通用有限元軟件，廣泛應(yīng)用于航空航天領(lǐng)域，為飛機(jī)結(jié)構(gòu)中的復(fù)合材料層合結(jié)構(gòu)分析提供了完整精確的解決方案。
1.復(fù)合材料的有限元模型建立針對(duì)飛機(jī)結(jié)構(gòu)中的復(fù)合材料層合板、梁、實(shí)體以及加筋板等結(jié)構(gòu)類型，ANSYS提供一種特殊的復(fù)合材料單元———層單元，以模擬各種復(fù)合材料，鋪層數(shù)可達(dá)250層以上，并提供一系列技術(shù)模擬各種復(fù)雜層合結(jié)構(gòu)。復(fù)合材料層單元支持非線性、振動(dòng)特性、熱應(yīng)力、疲勞斷裂等各種結(jié)構(gòu)和熱的分析功能和算法。
2.復(fù)合材料的層合結(jié)構(gòu)定義：
鋪層結(jié)構(gòu)：ANSYS對(duì)于每一鋪層可先定義材料性質(zhì)、鋪層角、鋪層厚度，然后通過(guò)由下到上的順序逐層疊加組合為復(fù)合材料層合結(jié)構(gòu)；也可以通過(guò)直接輸入材料本構(gòu)矩陣來(lái)定義復(fù)合材料性質(zhì)。
板殼和梁?jiǎn)卧孛嫘螤睿篈NSYS利用截面形狀工具可定義矩形、I型、槽型等各種形式；還可以定義各種函數(shù)曲線以模擬變厚度截面。
3.特殊層合結(jié)構(gòu)的模擬：
變厚度板殼鋪層切斷：將切斷的某鋪層厚度定義為零，即可模擬鋪層切斷前后的板殼實(shí)際形狀。
不同鋪層板殼的節(jié)點(diǎn)協(xié)調(diào)：ANSYS板殼層單元的節(jié)點(diǎn)均可偏置到任意位置，使不同鋪層數(shù)板殼的節(jié)點(diǎn)在中面或頂面、底面對(duì)齊。
蜂窩/泡沫夾層結(jié)構(gòu)：ANSYS通過(guò)板殼層單元來(lái)模擬夾層結(jié)構(gòu)的特性，夾層面板和芯子可以是不同材料。
展開 直播預(yù)告 | Digimat連續(xù)纖維增強(qiáng)復(fù)合材料與結(jié)構(gòu)疲勞分析
精彩直播預(yù)告
連續(xù)纖維增強(qiáng)復(fù)合材料（CFRP）憑借高比強(qiáng)、高比模、良好的工藝性與耐久性，成為輕量化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的核心材料體系，在航空航天、船舶、風(fēng)機(jī)等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。然而，受制于通用 CAE 軟件的能力局限，CFRP 結(jié)構(gòu)至今缺乏成熟的疲勞分析方法，使得其疲勞耐久性評(píng)估過(guò)度依賴實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，難以實(shí)現(xiàn)高效仿真評(píng)估。雖然CFRP材料體系由于疲勞限較高，在部分場(chǎng)景下可通過(guò) “靜強(qiáng)度覆蓋疲勞” 等工程經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行疲勞強(qiáng)度評(píng)估，但實(shí)際應(yīng)用中的三向應(yīng)力、應(yīng)力比差異等復(fù)雜工況，使得這種傳統(tǒng)方法存在潛在風(fēng)險(xiǎn)。
在此背景下，Digimat 作為專業(yè)的復(fù)合材料多尺度分析平臺(tái)，通過(guò)整合多尺度材料 & 逆向建模、材料數(shù)據(jù)庫(kù)、工藝結(jié)果映射及結(jié)構(gòu)多尺度耦合分析、A- &B - 許用值虛擬計(jì)算等功能，為復(fù)合材料結(jié)構(gòu)的精確分析與優(yōu)化提供了完善解決方案。針對(duì) CFRP 結(jié)構(gòu)的疲勞難題，Digimat 專門開發(fā)了多尺度疲勞模型，該模型可與通用 CAE 軟件深度結(jié)合，構(gòu)建起 CFRP 結(jié)構(gòu)疲勞分析的完整流程。
本期海克斯康直播講堂請(qǐng)到了復(fù)合材料仿真專家龔老師，在直播間中龔老師將圍繞著CFRP材料體系的疲勞問(wèn)題，著重介紹基于Digimat的CFRP結(jié)構(gòu)疲勞分析解決方案。敬請(qǐng)關(guān)注！
4月17日 14:00
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? Digimat全新分析框架&UI
? Digimat多尺度耦合分析的整體框架&流程
? Digimat CFRP結(jié)構(gòu)疲勞分析方案介紹
龔慧靈
海克斯康復(fù)合材料仿真專家
畢業(yè)于西北工業(yè)大學(xué)復(fù)合材料專業(yè)。負(fù)責(zé)Digimat大中華區(qū)的技術(shù)支持，在航空復(fù)合材料結(jié)構(gòu)、汽車輕量化結(jié)構(gòu)分析領(lǐng)域工程經(jīng)驗(yàn)豐富。
展開 短纖維增強(qiáng)復(fù)合材料力學(xué)仿真技術(shù)
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作者：陳科夫 上海安世亞太結(jié)構(gòu)應(yīng)用工程師
本文共計(jì)1180字，閱讀時(shí)間預(yù)計(jì)4分鐘
編者按
作者詳細(xì)分析了短纖維增強(qiáng)復(fù)合材料力學(xué)仿真技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域和實(shí)際意義，并具體闡述了Mechanical 2021R1中實(shí)現(xiàn)短纖維增強(qiáng)復(fù)合材料的力學(xué)分析過(guò)程。
什么是短纖維增強(qiáng)復(fù)合材料
短纖維增強(qiáng)復(fù)合材料具有制造快速、力學(xué)性能好等優(yōu)點(diǎn)，已成為傳統(tǒng)材料的重要替代品。目前被廣泛應(yīng)用于交通運(yùn)輸、航空航天等工程領(lǐng)域。準(zhǔn)確地預(yù)測(cè)短纖維增強(qiáng)復(fù)合材料的力學(xué)性能對(duì)于實(shí)際工程應(yīng)用具有重要意義。
針對(duì)短纖維增強(qiáng)復(fù)合材料細(xì)觀隨機(jī)分布的特征，基于RVE的有限元法，可以很好的對(duì)復(fù)合材料的力學(xué)特性進(jìn)行仿真，并且能夠滿足復(fù)合材料設(shè)計(jì)要求。
如何實(shí)現(xiàn)力學(xué)分析
ANSYS Mechanical 2021R1短纖維增強(qiáng)復(fù)合材料力學(xué)特性仿真功能得到了增強(qiáng)，該功能能夠模擬注塑材料的真實(shí)和復(fù)雜細(xì)節(jié)，如纖維的方向和零件中存在的注塑應(yīng)力等。下文主要闡述在Mechanical 2021R1中如何實(shí)現(xiàn)短纖維增強(qiáng)復(fù)合材料的力學(xué)分析。
總體上需要建立圖1的項(xiàng)目流程并分析一個(gè)短纖維復(fù)合材料注塑而成的簡(jiǎn)單模型。其中Material Designer模塊主要計(jì)算短纖維復(fù)合材料各向異性彈塑性力學(xué)性能。Injection Molding Data 為2021R1版本的新增模塊，可以導(dǎo)入專業(yè)注塑成型仿真軟件的相應(yīng)結(jié)果，為后續(xù)分析提供輸入條件。
展開 復(fù)合材料仿真的相關(guān)專題、標(biāo)簽、搜索
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