Workbench acp復合材料有限元分析的案例
北鯤云超算平臺直播 | 基于Ansys-Workbench-ACP復合材料仿真分析
北鯤云在9月29日，邀請從事復合材料行業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復合材料仿真分析。
江老師主要方向為復合材料測試，復雜造型建模，復合材料靜、動力學及成型工藝仿真。
簡單回顧概括一下直播內容為：
復合材料簡介
ANSYS-workbench-ACP軟件介紹
基于ANSYS復合材料實例仿真分析
Ansys-workbench-ACP：ACP支持基于Python腳本語言，結合Excel實現快速建模，提供效率。
比起概念，相信大家更想要接觸實例，江老師也為我們演示了基于ANSYS復合材料實例仿真分析。
例：沖浪板靜強度分析（采用ansys2021R2版本
分析流程
1 材料屬性添加
2 Mechanical界面幾何和網格設置
3 坐標系、方向選擇集、鋪層定義
4 邊界條件、載荷和求解
5 結果后處理
詳細的案例講解結束后，老師也展示了在北鯤云超算平臺上進行計算的便利之處。
想要觀看完整視頻的朋友可以找找我們的B站賬號即可！
展開 workbench-ACP殼單元復合材料仿真-入門實例1
?一、目標
1、殼單元鋪層過程
2、失效分析
?二、實例說明
1、材料參數：選擇軟件自帶（FAW290，RC39）
2、模型尺寸：100*200mm，片體，單層厚度：0.3mm
3、鋪層：[45/0/-45/90]s
4、模型四周固定，中間面加載0.4Mpa壓力
5、查看層間應力、失效情況
三、仿真過程
1、輸入材料參數
采用軟件自帶材料(T700級別)
2、導入模型
3、網格劃分
編輯
跳轉
4、前處理-更新模型/修改單位
5、前處理-fabric
6、前處理-Rossetts/OSS
軟件默認X軸必須為紗片0°方向
7、前處理-ModelingPly
8、前處理-查看鋪層角度/鋪層參考方向/鋪層法向/鋪層后厚度
9、邊界設置
10、Model查看分析結果
11
展開 ansysworkbench acp模塊 教程 前五章節 復合材料 ￥5
ACP-Intro-15.0-S00-Agenda.pdf
內嵌元器件復合材料圓柱殼有限元應力分析
內嵌元器件復合材料圓柱殼有限元應力分析
使用軟件：ansys apdl 或 ABAQUS
工期：一個月
預算：1000
需求描述：通過參數化建模分析，了解不同模型參數下復合材料層合板應力分布以及屈曲特性。
1. 探究內嵌元器件密度，厚度和形狀對圓柱殼結構力學性能的影響；
2. 探究圓柱殼不同厚度和曲率下結構的力學性能；
3. 探究元器件與復合材料層合板的界面結合力對結構整體性能的影響；
4. 基于優化的參數，探究元器件內嵌后全圓柱殼是否等厚度的應力差異分析；
5. 探究泡沫填充圓柱殼對吸能的影響
6. 探究圓柱殼內外有兩層金屬對吸能的影響
7. 可能有少量隨著該模擬的進行覺得有必要的參數
產品形狀類似下圖
展開 
復合材料混凝土模具有限元分析
復合材料混凝土模具有限元分析
1. 模具尺寸
模具尺寸大小為9000mm*3500mm，截面尺寸如下圖所示。
圖1.1 模具截面尺寸
2. 有限元分析結果
2.1. 第一種材質
彈性模量E1=51492MPa，E2=10000MPa，E3=10000MPa，泊松比υ12=0.22，υ13=0.22，υ23=0.30，剪切模量G12=21103MPa，G13=21103MPa，G23=4000MPa，纖維方向的拉伸極限應力為923MPa，纖維方向的壓縮極限應力為493MPa，剪切強度為245MPa。
在混凝土側壓和澆筑混凝土沖擊的作用下，模具的應力及位移變化如下圖所示。
圖2.1 模具應力云圖
圖2.2 模具位移圖
由以上結果可知，模具最大應力為5.23MPa,最大位移為0.195mm。
2.2. 第二種材質
彈性模量E1=28400MPa，E2=5515MPa，E3=5515MPa，泊松比υ12=0.22，υ13=0.22，υ23=0.30，剪切模量G12=11639MPa，G13=11639MPa，G23=2121MPa，纖維方向的拉伸極限應力為654.59MPa，纖維方向的壓縮極限應力為445.79MPa，剪切強度為106.65MPa。
在混凝土側壓和澆筑混凝土沖擊的作用下，模具的應力及位移變化如下圖所示。
圖2.3 模具應力云圖
圖2.4 模具位移圖
由以上結果可知，模具最大應力為5.25MPa,最大位移為0.354mm。
3.
展開 復合材料氣瓶有限元應力應變分析
本文利用ANSYS大型有限元程序建立了復合材料氣瓶的有限元模型，建模中將纖維纏繞層作為復合材料層合板處理，考慮了封頭處纏繞層厚度及纏繞角沿子午線不斷變化的情況。針對建立的模型進行了氣瓶在幾個工況點下的應力應變分析，利用最大應變準則預測了氣瓶的爆破壓力。通過將分析得到的結果與相應試驗結果進行對比，驗證了建模與分析方法的正確性。
復合材料氣瓶有限元應力應變分析2.rar
復合材料氣瓶有限元應力應變分析1.rar
展開 復合材料混凝土模具有限元分析
復合材料混凝土模具有限元分析
當前國內眾多模具均使用鋼材加工而制成，制作成本高且維護費用大，模具自身自重很大，在生產過程中非常不方便，為此，本文提出一種采用復合材料制作而成的復合材料混凝土模具，并通過有限元分析對比了不同工況下模具的力學性能，最終為模具生產提供優化方法及技術指導。
1. 模具尺寸
模具尺寸大小為9000mm*3500mm，截面尺寸如下圖所示。
圖1.1 模具截面尺寸
2. 有限元分析
此模型為承受的荷載為靜力荷載，采用GENERAL STATIC模塊進行分析便可得到理想的效果。
1. 有限元分析結果
1.1. 第一種材質
彈性模量E1=51492MPa，E2=10000MPa，E3=10000MPa，泊松比υ12=0.22，υ13=0.22，υ23=0.30，剪切模量G12=21103MPa，G13=21103MPa，G23=4000MPa，纖維方向的拉伸極限應力為923MPa，纖維方向的壓縮極限應力為493MPa，剪切強度為245MPa。
在混凝土側壓和澆筑混凝土沖擊的作用下，模具的應力及位移變化如下圖所示。
圖2.1 模具應力云圖
圖2.2 模具位移圖
由以上結果可知，模具最大應力為5.23MPa,最大位移為0.195mm。
1.2.
展開 復合材料混凝土模具有限元分析
復合材料混凝土模具有限元分析
1. 模具尺寸
模具尺寸大小為9000mm*3500mm，截面尺寸如下圖所示。
圖1.1 模具截面尺寸
2. 有限元分析結果
2.1. 第一種材質
彈性模量E1=51492MPa，E2=10000MPa，E3=10000MPa，泊松比υ12=0.22，υ13=0.22，υ23=0.30，剪切模量G12=21103MPa，G13=21103MPa，G23=4000MPa，纖維方向的拉伸極限應力為923MPa，纖維方向的壓縮極限應力為493MPa，剪切強度為245MPa。
在混凝土側壓和澆筑混凝土沖擊的作用下，模具的應力及位移變化如下圖所示。
圖2.1 模具應力云圖
圖2.2 模具位移圖
由以上結果可知，模具最大應力為5.23MPa,最大位移為0.195mm。
2.2. 第二種材質
彈性模量E1=28400MPa，E2=5515MPa，E3=5515MPa，泊松比υ12=0.22，υ13=0.22，υ23=0.30，剪切模量G12=11639MPa，G13=11639MPa，G23=2121MPa，纖維方向的拉伸極限應力為654.59MPa，纖維方向的壓縮極限應力為445.79MPa，剪切強度為106.65MPa。
在混凝土側壓和澆筑混凝土沖擊的作用下，模具的應力及位移變化如下圖所示。
圖2.3 模具應力云圖
圖2.4 模具位移圖
由以上結果可知，模具最大應力為5.25MPa,最大位移為0.354mm。
展開 基于Abaqus的復合材料有限元分析 | C1
寫在前面
在閱讀孔祥宏發布于公眾號AbaPY上的《Finite Element Analysis of Composite Material Using Abaqus》一書的中文譯稿時，發現在微信網頁閱讀有諸多不方便和不習慣的地方，故而萌生出“整理一下，方便學習”的想法，將其整理成更易于本地閱讀的帶書簽的pdf格式。
當然，原稿孔博士手中肯定有，畢竟該書翻譯是他利用兩年業余時間完成的，將其發布于公眾號已屬不易，沒法要求別人共享原稿。
這里整理的版本中，內容以原作者發布為準，未進行過多修改，主要是對其排版進行優化，使其更易于閱讀。
特別說明：附件為帶書簽的pdf版本，內容已進行加密，無法修改！
目前完成了 Chapter 1 Mechanics of Orthotropic Materials的內容整理，內容共33頁，約1w字，書簽如下
內容如有錯漏，請指正
下載方式
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如需打賞，請點擊公眾號下方閱讀原文跳轉
展開 縫合復合材料剛度性能有限元分析 ￥48
概述
縫合復合材料是一種具有深遠應用前景的新型樹脂基復合材料，本文旨在給出縫合復合材料彈性常數的一種計算方法，對縫合復合材料力學性能進行有限元分析，在一定程度上復現附件文獻的結果。
2. 縫合復合材料結構
縫合復合材料結構如圖1所示，包括層合板和縫合纖維束。其中，面板采用0度和45度對稱鋪層，共計6層。
圖 1 縫合復合材料結構
3. 載荷及邊界條件
為計算材料不同方向的剛度性能參數，需要計算4個工況：
圖2 x方向拉伸
圖3 y方向拉伸
圖4 z方向拉伸
圖 5 面內剪切
4. 數據處理方法
彈性模量的計算采用式：
泊松比的計算采用式：
剪切模量的計算采用式：
需要指出的是，應變的計算采用面上平均位移除以加載方向模型長度得到。
5.
展開 Abaqus復合材料鉚接有限元仿真分析 ￥109
Abaqus復合材料鉚接有限元仿真分析，
上層碳纖維復合材料，內插0厚度cohesive以模擬層間分層，下層AL
自沖鉚接三維模型，動態顯示分析，可提供cae，inp、VUMAT，odb文件，含變形云圖、應力云圖，結果清晰，適合初學者學習參考！
非線性有限元復合材料平板優化分析
分享一篇基于samcef 的復合材料平板的優化分析論文
This paper describes some recent developments of software tools for the optimizationof fuselage composite stiffened panels. The two most innovative features of theunderlying work are related to the evaluation of buckling and collapse reservefactors and the associated sensitivities, the latter being computed in theframework of both linear and nonlinear finite element analyses. Resultsobtained with an industrial test case are also presented to confirm thesuccessful integration of these tools in a powerful software environment.
[O] Composite panel optimization with NL FEA and semi-analytical sensitivities.pdf
展開 復合材料有限元分析中慎用對稱性！
當你的有限元模型關心的恰巧是對稱面上或者對稱面附近的力學響應時，上述復合材料對稱模型就是完全錯誤的，這種情況下的對稱簡化反倒是弄巧成拙。可惜的是，此類模型在期刊論文、學位論文里層出不窮。
看到這里，是不是感覺背后有股涼意襲來，不要害怕，接下來再賜幾個開拓理由。
【特殊情況1】
并非所有的復合材料層壓結構都不能使用對稱性，如果你的模型中僅有0°層和90°層，是可以使用對稱性的。
【特殊情況2】
如果層壓板中含有±45°之類的非0°層和非90°層，當厚度方向鋪層序列為對稱鋪層時，可以使用沿厚度對稱的二分之一模型，但是不能進一步使用相對于面內對稱的四分之一或者八分之一模型。
【特殊情況3】
當層壓板有限元模型中含有±45°之類的非0°層和非90°層，但你所關心的響應位置遠離對稱面時，也可以近似使用面內對稱約束。
另外再閑扯幾句，各向同性材料結構有限元模型中，結構的幾何、邊界約束、載荷均關于某個平面有對稱性，模型采用的完整有限元模型，計算結果也有可能不對稱。這種情況下，還要檢查網格是否也關于某個平面對稱，最終參與計算的是網格，而非幾何，幾何對稱而網格不對稱，計算結果也可能不對稱噠。
以上為個人經驗之談，不當之處，歡迎批評指正！
敬請關注
復合材料力學公眾平臺舉行的抽獎活動即將結束，名額有限，中獎情況將于2019年3月11日中午揭曉，點擊以下鏈接參與抽獎。
復合材料力學公眾平臺抽獎活動
【聲明】：本文由作者首發復合材料力學公眾平臺，授權技術鄰學院轉發。原文鏈接如下：
復合材料有限元分析中慎用對稱性！
展開 ABAQUS復合材料波紋板低速沖擊有限元分析 ￥3
ABAQUS復合材料波紋板低速沖擊有限元分析
『分享』大型復合材料結構強度有限元分析
選取一典型復合材料梯形梁結構，采用有限元計算程序MSC.Nastran，結合與理論分析相比擬的工程簡化方法，對結構強度作簡便、快捷地評估，用于指導結構的初步設計。通過對計算結果分析，突現出大型復合材料結構在靜強度設計過程中的問題。
大型復合材料結構強度有限元分析.pdf
