纖維增強(qiáng)復(fù)合材料
關(guān)注創(chuàng)建者：匿名 創(chuàng)建時(shí)間：2021-08-26
纖維增強(qiáng)復(fù)合材料的視頻教程
碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料螺栓連接結(jié)構(gòu)
碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料螺栓連接結(jié)構(gòu) 碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料螺栓連接結(jié)構(gòu)（帶cohesive界面）
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纖維增強(qiáng)環(huán)氧樹(shù)脂復(fù)合材料(CFRP)三維切削模型
ABAQUS 三維細(xì)觀纖維增強(qiáng)復(fù)合材料切削模型 帶最大應(yīng)力或者3Dhashin子程序，有需要聯(lián)系作者
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纖維增強(qiáng)復(fù)合材料的實(shí)例教程
復(fù)合材料研究是目前一個(gè)較為熱門的方向，復(fù)合材料主要分為：①纖維增強(qiáng)復(fù)合材料②夾層復(fù)合材料③顆粒復(fù)合材料④混雜復(fù)合材料；對(duì)于纖維增強(qiáng)復(fù)合材料來(lái)說(shuō)，又分為連續(xù)增強(qiáng)復(fù)合材料、短纖維增強(qiáng)復(fù)合材料。短纖維增強(qiáng)復(fù)合材料，其優(yōu)點(diǎn)在于比強(qiáng)度高、比模量大、可設(shè)計(jì)性高、耐腐蝕、抗疲勞等，因此成為近年來(lái)的研究熱門。
有限元仿真是研究材料力學(xué)性能的重要手段，而仿真的第一步即為模型的建立。由于短纖維增強(qiáng)復(fù)合材料的有限元模型需要考慮隨機(jī)的纖維分布，如果纖維束數(shù)量較多，則手動(dòng)在abaqus中直接建模工作量會(huì)過(guò)于繁重，因此本文介紹了一種基于abaqus的建模插件，可以成功快速實(shí)現(xiàn)隨機(jī)纖維增強(qiáng)復(fù)合材料拉伸試樣模型的建立。
接下來(lái)對(duì)隨機(jī)纖維增強(qiáng)復(fù)合材料拉伸試樣建模插件進(jìn)行介紹
一、 算法
此插件核心在于生成不相交的纖維，因此選擇選用解析幾何方法對(duì)隨機(jī)生成的纖維是否與已經(jīng)生成的纖維進(jìn)行相交判斷，有以下兩個(gè)難點(diǎn)：
難點(diǎn)一在于纖維是有限長(zhǎng)度，轉(zhuǎn)化為數(shù)學(xué)模型即為線段之間的最小距離大于二倍纖維半徑，因此應(yīng)將判斷分為多種情況，①直線之間最短距離為線段之間最短距離，②線段之間最短距離大于直線之間最短距離，由此進(jìn)行判斷纖維是否相交；
難點(diǎn)二在于如何生成給定纖維體積含量的模型，若直接生成足夠纖維數(shù)量的模型，可能會(huì)導(dǎo)致纖維體積含量高或低，與預(yù)期纖維體積含量有誤差，在此采用不斷逼近的方法，即先生成由體積含量計(jì)算的纖維數(shù)量，由于纖維還需進(jìn)行切割，因此此時(shí)的纖維體積含量肯定小于預(yù)期的纖維體積含量，接下來(lái)對(duì)此時(shí)纖維體積含量與預(yù)期纖維體積含量進(jìn)行比較，若此時(shí)纖維體積含量與預(yù)期纖維體積含量之差乘試樣總體積大于一個(gè)纖維體積，則繼續(xù)生成纖維，若此時(shí)纖維體積含量與預(yù)期纖維體積含量之差乘試樣總體積不足以生成一根纖維，則停止生成。
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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(kāi) 復(fù)合材料研究是目前一個(gè)較為熱門的方向，復(fù)合材料主要分為：①纖維增強(qiáng)復(fù)合材料②夾層復(fù)合材料③顆粒復(fù)合材料④混雜復(fù)合材料；對(duì)于纖維增強(qiáng)復(fù)合材料來(lái)說(shuō)，又分為連續(xù)增強(qiáng)復(fù)合材料、短纖維增強(qiáng)復(fù)合材料。短纖維增強(qiáng)復(fù)合材料，其優(yōu)點(diǎn)在于比強(qiáng)度高、比模量大、可設(shè)計(jì)性高、耐腐蝕、抗疲勞等，因此成為近年來(lái)的研究熱門。
有限元仿真是研究材料力學(xué)性能的重要手段，而仿真的第一步即為模型的建立。由于短纖維增強(qiáng)復(fù)合材料的有限元模型需要考慮隨機(jī)的纖維分布，如果纖維束數(shù)量較多，則手動(dòng)在abaqus中直接建模工作量會(huì)過(guò)于繁重，因此本文介紹了一種基于abaqus的建模插件，可以成功快速實(shí)現(xiàn)隨機(jī)纖維增強(qiáng)復(fù)合材料拉伸試樣模型的建立。
一、新增功能
爭(zhēng)對(duì)此，可對(duì)隨機(jī)纖維增強(qiáng)復(fù)合材料拉伸試樣進(jìn)行插件建模，在前一版本中，主要基于下面的標(biāo)準(zhǔn)試樣進(jìn)行短纖維模型的建立。
插件版本1.0
但是實(shí)際中，不同研究人員所用拉伸試樣尺寸可能不一致，為解決這一問(wèn)題，發(fā)布了復(fù)合材料拉伸試樣插件2.0版本了，在該版的插件中，我們將拉伸試樣的尺寸考慮在內(nèi)，將試樣尺寸變成為用戶自定義的參數(shù)。
展開(kāi) 來(lái)源：SAMPE
作者：姚志佳
一、概述
連續(xù)纖維增強(qiáng)熱塑性復(fù)合材料由于其輕質(zhì)、高剛度、高韌性等特性，在汽車工業(yè)，航空航天，軍工，電子等諸多領(lǐng)域已經(jīng)廣泛的應(yīng)用。連續(xù)纖維增強(qiáng)熱塑性復(fù)合材料（CFRTP）是以連續(xù)纖維作為增強(qiáng)材料，以熱塑性樹(shù)脂為基體，通過(guò)將熱塑性樹(shù)脂熔融浸漬的工藝制造的高強(qiáng)度、高剛性、高韌性的復(fù)合材料?？蛇x用的增強(qiáng)材料包括玻璃纖維、碳纖維、芳綸纖維、植物纖維、以及玄武巖纖維。可以選用的樹(shù)脂基體有PP、PE、PA6、PA66、PC、PET、TPU、PPS、PEEK等。根據(jù)產(chǎn)品性能及成型要求的不同，增強(qiáng)材料的形態(tài)可以是單向的，也可以是織物。
盡管短纖維和長(zhǎng)纖維熱塑性復(fù)合材料占整個(gè)熱塑性復(fù)合材料市場(chǎng)的主導(dǎo)地位。但由于連續(xù)纖維獨(dú)特的特點(diǎn)，近年來(lái)國(guó)際上連續(xù)纖維增強(qiáng)熱塑性復(fù)合材料市場(chǎng)仍然保持著快速增長(zhǎng)，國(guó)外行業(yè)巨頭也正將連續(xù)纖維增強(qiáng)的熱塑性復(fù)合材料及相關(guān)企業(yè)作為重點(diǎn)開(kāi)發(fā)方向和并購(gòu)的首選標(biāo)的。其中朗盛收購(gòu)了德國(guó)Bond-Laminates、三菱收購(gòu)QPC、東麗公司收購(gòu)荷蘭的Tencate；而韓華、巴斯夫、科思創(chuàng)、英力士等化工巨頭也都推出了相應(yīng)的連續(xù)纖維增強(qiáng)熱塑性復(fù)合材料。
目前，掌握連續(xù)纖維增強(qiáng)熱塑性復(fù)合材料技術(shù)的企業(yè)主要集中在德國(guó)、荷蘭、英國(guó)、美國(guó)等少數(shù)歐美國(guó)家。我國(guó)有部分企業(yè)掌握了一部分連續(xù)纖維增強(qiáng)熱塑性復(fù)合材料的技術(shù)，但是在連續(xù)纖維增強(qiáng)特種工程塑料復(fù)合材料方面，我國(guó)與國(guó)外依舊存在非常大的差距。
展開(kāi) 根據(jù)日本產(chǎn)經(jīng)新聞社6月19日?qǐng)?bào)道，日本崇城大學(xué)工學(xué)部碳納米學(xué)科副教授池永和敏領(lǐng)導(dǎo)的團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)出一種纖維增強(qiáng)復(fù)合材料微波分解技術(shù)。該技術(shù)利用微波對(duì)纖維和樹(shù)脂進(jìn)行分離，為FRP廢棄物的回收再利用打開(kāi)了全新的思路。自2016年日本熊本地震過(guò)后，受災(zāi)地區(qū)有大量FRP制品遭到破壞，該技術(shù)的開(kāi)發(fā)有望給予這些制品新的生命。
纖維增強(qiáng)復(fù)合材料是將玻璃纖維等纖維材料與樹(shù)脂結(jié)合固化后形成的輕質(zhì)高強(qiáng)新材料，便于設(shè)計(jì)加工，用途廣泛，目前在小型船舶、汽車、軌道車輛、浴缸、凈化槽、安全帽等產(chǎn)品上有所應(yīng)用。
有關(guān)FRP材料的分解、回收和再生一直是研究人員關(guān)注的課題。人們嘗試用化學(xué)藥劑對(duì)其進(jìn)行分解，但僅局限于聚丙烯、聚乙烯等熱塑性材料。對(duì)于應(yīng)用范圍更廣的熱固性復(fù)合材料卻沒(méi)有形成一套完備的回收再生技術(shù)，因此只能以破壞填埋的方式進(jìn)行處理。
池永和敏教授常年來(lái)專注于高分子化學(xué)領(lǐng)域塑料回收技術(shù)的研發(fā)工作，擁有微波加熱分解PET材料的專利技術(shù)。他表示FRP和PET材料在化學(xué)構(gòu)造上多有相似之處，因此亦可通過(guò)微波加熱的方式，破壞纖維與樹(shù)脂之間通過(guò)固化形成的分子聯(lián)結(jié)，獲得分離之后的纖維和液態(tài)樹(shù)脂。隨后，通過(guò)加入特殊的醇類物質(zhì)，可以重新獲得所需的FRP制品。
2016年日本熊本地震導(dǎo)致4萬(wàn)戶民宅受損，3萬(wàn)臺(tái)浴缸廢棄，產(chǎn)生了約600噸的FRP廢棄物。自2016年6月起，池永教授從受災(zāi)地區(qū)回收浴缸用于研究，并受到了當(dāng)?shù)厣鐖F(tuán)的幫助。但是出于增加強(qiáng)度的考慮，這些浴缸在生產(chǎn)時(shí)都添加了碳酸鈣粉末，這給FRP的回收工作帶來(lái)不小的困難。即便采用了現(xiàn)有的離心機(jī)也無(wú)法將這些碳酸鈣粉末分離出去。池永教授呼吁有志企業(yè)參與到他的研究項(xiàng)目中去，幫助提升回收效率、降低成本，并建設(shè)實(shí)驗(yàn)工廠。
碳纖維https://www.hongyantu.com/index.php?r=good&cd=14&cd2=1402
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纖維增強(qiáng)復(fù)合材料的相關(guān)專題、標(biāo)簽、搜索
纖維增強(qiáng)復(fù)合材料的最新內(nèi)容
突破長(zhǎng)度極限，開(kāi)啟制造新紀(jì)元
在高端復(fù)合材料領(lǐng)域，長(zhǎng)度一直是衡量制造能力的核心標(biāo)尺。傳統(tǒng)CF/PEEK單向帶受限于工藝瓶頸，往往只能提供數(shù)十米至數(shù)百米的斷續(xù)產(chǎn)品，接頭頻繁、性能波動(dòng)、效率低下成為困擾行業(yè)的頑疾。
如今，江蘇君華特種高分子材料股份有限公司自豪地推出連續(xù)長(zhǎng)度1000米CF/PEEK預(yù)浸帶（LU-CF/PEEK）—這不是簡(jiǎn)單的數(shù)字疊加，而是熱塑性預(yù)浸料制造技術(shù)的革命性跨越。
復(fù)合材料多尺度力學(xué)仿真中，代表性體積單元（RVE）的幾何建模與網(wǎng)格劃分是前處理階段的主要工作之一。受周期性邊界條件的約束，纖維在模型邊界處的切割精度直接影響后續(xù)網(wǎng)格匹配。當(dāng)纖維端面與基體表面未能完全共面時(shí)，往往產(chǎn)生微小幾何階躍，導(dǎo)致節(jié)點(diǎn)投影誤差。這些問(wèn)題在手動(dòng)腳本處理時(shí)出錯(cuò)的概率較高。
針對(duì)上述情況，基于Abaqus環(huán)境開(kāi)發(fā)了Periodic RVE Generator插件，對(duì)纖維生成
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<p style="-webkit-tap-highlight-color: rgba(0, 0, 0, 0); margin: 8px 0px; outline: 0px; max-width: 100%; clear: both; min-height:
一套深度集成、功能豐富的 Matlab 近場(chǎng)動(dòng)力學(xué)（Peridynamics）原代碼合集。代碼不僅復(fù)現(xiàn)了PD領(lǐng)域的經(jīng)典文獻(xiàn)算例（彈性問(wèn)題驗(yàn)證），更進(jìn)一步拓展到了熱力學(xué)、復(fù)合材料及跨尺度耦合算法。適合作為研究生的科研底座、畢業(yè)設(shè)計(jì)參考或PD算法的深度進(jìn)階學(xué)習(xí)資料。
基礎(chǔ)理論實(shí)現(xiàn)：
鍵基 PD (BBPD)：最經(jīng)典的鍵基模型，適用于脆性材料破壞分析。
常規(guī)態(tài)基
會(huì)議簡(jiǎn)介
2026年第九屆機(jī)械工程與應(yīng)用復(fù)合材料國(guó)際會(huì)議(MEACM 2026)將于2026年8月21日-23日在伊斯坦布爾，土耳其召開(kāi)。本次會(huì)議將匯聚全球權(quán)威的機(jī)械工程和復(fù)合材料領(lǐng)域的專家學(xué)者，旨在解決工程實(shí)踐中的復(fù)雜問(wèn)題并展示最新科研成果。
MEACM自2017年以來(lái)，已先后在香港、哈爾濱、北京、三亞等多個(gè)國(guó)家地區(qū)舉行，并在過(guò)去8年中取得了成功，成為了真正的國(guó)際性的活動(dòng)。會(huì)議通過(guò)投稿參與報(bào)告
會(huì)議簡(jiǎn)介
2026年第九屆機(jī)械工程與應(yīng)用復(fù)合材料國(guó)際會(huì)議(MEACM 2026)將于2026年8月21日-23日在伊斯坦布爾，土耳其召開(kāi)。本次會(huì)議將匯聚全球權(quán)威的機(jī)械工程和復(fù)合材料領(lǐng)域的專家學(xué)者，旨在解決工程實(shí)踐中的復(fù)雜問(wèn)題并展示最新科研成果。
MEACM自2017年以來(lái)，已先后在香港、哈爾濱、北京、三亞等多個(gè)國(guó)家地區(qū)舉行，并在過(guò)去8年中取得了成功
Abaqus纖維復(fù)合材料螺栓連接件拉伸模型2個(gè)月前
Abaqus纖維復(fù)合材料螺栓連接件拉伸模型
顯示動(dòng)力學(xué)
內(nèi)插0厚度cohesive以模擬層間分層
復(fù)合材料采用VUMAT子程序，內(nèi)附有cae，inp，puck子程序，操作視頻，ODB等文件
可贈(zèng)送收集的纖維復(fù)合材料相關(guān)學(xué)習(xí)資料，特別適合初學(xué)者！
Abaqus纖維復(fù)合材料螺栓連接件拉伸模型2個(gè)月前
Abaqus纖維復(fù)合材料螺栓連接件拉伸模型
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ABAQUS 纖維復(fù)合材料層合板鉆孔2個(gè)月前
ABAQUS 纖維復(fù)合材料層合板鉆孔，采用puck失效準(zhǔn)則，內(nèi)附CAE, inp, ODB, VUMAT子程序
可贈(zèng)送快速建模插件及abaqus纖維復(fù)合材料學(xué)習(xí)資料，特別適合初學(xué)者！
Abaqus復(fù)合材料鉚接有限元仿真分析2個(gè)月前
Abaqus復(fù)合材料鉚接有限元仿真分析，
上層碳纖維復(fù)合材料，內(nèi)插0厚度cohesive以模擬層間分層，下層AL
自沖鉚接三維模型，動(dòng)態(tài)顯示分析，可提供cae，inp、VUMAT，odb文件，含變形云圖、應(yīng)力云圖，結(jié)果清晰，適合初學(xué)者學(xué)習(xí)參考！
