V型芯復合材料的案例
【iSolver案例分享69】V型芯復合材料板受力分析
【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）創建板材part
使用shape功能創建矩形平面，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）創建V型芯part
使用Node Manager功能創建單個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。
展開 Abaqus復合材料V型芯結構仿真案例講解
Abaqus復合材料V型芯結構仿真案例講解
復合材料制造工業中的黑科技：RTM工藝水溶型芯
1 水溶芯的基本概念
水溶性芯模材料，是指通過各種水溶性膠粘劑將一些填料粘結在一起，并根據使用要求制成具有一定形狀的，在使用溫度范圍內具有一定的力學性能并可保持形狀的、在脫模時使用水等溶劑使其潰散然后脫模獲得產品的一種復合材料。水溶性芯模材料由于精度高、成本低、效率高、易脫模等特點，在各種高標準要求的鑄造和復合材料制造工業中獲得了廣泛的應用。
2 典型水溶芯的構成
最早的可溶芯是1943年L．MARGOT在瑞士專利中報道的，是全部用K2CO3熔化后澆注而成的可溶性型芯。隨后世界各國特別是日本對該法進行了廣泛的研究，并把這一類的可溶性型芯推廣到氯化物、硅酸鹽、碳酸鹽、硼酸鹽和磷酸鹽等體系。成型方法也從澆注成型發展到了冷壓成型和用硅酸鈉、呋哺樹脂及苯酚樹脂縮合物作粘結劑的粘結成型。現在的可溶性型芯的配制方法大概有鹽芯、石膏芯和、陶瓷芯以及在蠟模制作中所使用的尿素芯、聚乙二醇芯等。
下表是一些典型的可溶型芯的特點和應用情況：
水溶性芯模材料自問世以來經歷了不同的發展階段，在其整個發展過程中基本上是圍繞著水溶性膠粘劑的不斷發展而展開的。雖然目前有許多不同種類的水溶性膠粘劑，但是由于它們自身結構帶來的一些缺陷（例如粘接強度不高，水溶性難以滿足生產要求，水溶處理過程復雜等），難以滿足現在高技術領域對芯模材料用膠粘劑的嚴格要求，限制了水溶性芯模材料的應用范圍。
芯砂膠粘劑可分為無機、有機兩大類：無機膠粘劑包括水玻璃、粘土、水泥等；有機膠粘劑則包括桐油、脲醛樹脂、酚醛樹脂、呋喃樹脂等。常用的有機膠粘劑如酚醛樹脂、呋喃樹脂等刺激性氣味較大，公害嚴重，而且價格較高；而無機膠粘劑如水玻璃又存在其型砂的濕強度、干強度低，且澆注后相當堅固，很難潰散等嚴重缺點，這也是水玻璃砂遠不及樹脂砂的。
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