ANSYS的復合材料模塊的案例
Ansys 2019 R1 復合材料建模Material Design模塊
Ansys之前收購了ACP，專門做復合材料仿真的一款軟件，并整合到了Ansys Workbench平臺中作為單獨的復合材料模塊。但使用起來比較繁瑣。
在今年更新的Ansys 2019 R1版本中，又添加了單獨的Material Design模塊。可以更便捷更直觀的建立復雜的復合材料模型。
軟件中自帶了一些常見的材料。也可以自行建立材料參數。
Material Design模塊里面包含了各種復雜的復合材料模型。同時也可以自行建立更符合實際產品的模型。晶格Lattice， UD Composite， 隨機Random UD Composite， 短纖維Chopper Fiber Composite， 編織Woven composite和自定義User Defined。
RVE Type代表具有周期性邊界的等效體積單元。
各種RVE單元。注意其中使用的單位大部分情況是μm。
z
在Material Design建好模型的材料可以直接調用到其他模型中使用。或者可以保存下來，供后續使用。
展開 ansysworkbench acp模塊 教程 前五章節 復合材料 ￥5
ACP-Intro-15.0-S00-Agenda.pdf
復合材料建模模塊（CMA）概述
通常情況下，在進行仿真分析中，復合材料鋪層都是按照理想設計進行分析的。而在復合材料實際的加工制造過程中，纖維鋪層不可避免地會發生折疊、交錯，因此纖維的方向以及鋪層的厚度都會發生變化。如果再按照理想設計的復合材料鋪層去進行分析計算，就得不到真實結構的力學性能。
Composite
Modeler
for
Abaqus/CAE（CMA）確保在建模初始階段就能考慮鋪層的的工藝性能，確保復合材料鋪層在工藝上的可行性。這樣避免了日后在研發周期上由于重新設計而增加的成本。此模塊還可以生成制造數據以確保最終的零件與分析模型相符。
CMA補充和擴展了Abaqus/CAE強大的復合材料仿真能力，并與Abaqus/CAE完美的融合在了一起。此外，憑借其與其他環節的直接融合能力，實現了整個企業設計與制造的緊密聯系。
目前，由CMA得到的空間中不斷變化的纖維方向和鋪層厚度可直接提供給非線性隱式算法和顯式求解器，實現真實地仿真計算。因而在每個單元產生鋪層角度，真實反應了仿真和實際纖維結構，這些功能確保計算中可達到前所未有的真實性。
如下圖所示，對于彎曲的幾何結構，當某些單向帶/織物存在覆蓋情況時需要考慮局部的纖維方向，計劃的坐標系統可能無法正確地考慮彎曲幾何結構。要確保提議的將要制造的鋪層具有實際可生產性Abaqus
航空航天行業解決方案
。
另外，CMA使復合材料結構的分析、設計和制造完美的結合在一起。使用CMA，可以將Abaqus/CAE創建的模型可以直接倒入到CATIA
V5中進行細節設計，也可以將CATIA
CPD中設計的復合材料模型以及鋪層導入到Abaqus/CAE中。
展開 基于ABAQUS熱電耦合模塊模擬復合材料雷擊 ￥48
模型描述：
本例所選模型為100mm×100mm的碳纖維增強樹脂基復合材料層合板，總厚度為8mm（單層厚度0.25mm），共32層。層合板最頂層（即施加雷擊載荷層）材料方向設置為45°，其余層均為0°。
結果展示：詳細教程、源文件（inp/odb）及結果文件（odb）見收費內容。
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ANSYS ACP復合材料鋪層固定機翼蒙皮肋筋仿真，附講解視頻及模型文件 ￥98
涉及ACP復合材料鋪層，后處理， Tsai-Wu 準則等相關設置方法。過程詳細，結果結果合理。相關復合材料鋪層均可使用該文檔方法設置完成。
附帶詳細講解視頻和案例模型
1. 概述
本指導文檔旨在幫助新手使用?ANSYS Composite PrepPost（ACP）模塊進行復合材料的分析。本教程以機翼蒙皮為案例，結合本教程，您將學習如何創建復合材料模型、定義材料屬性、設置鋪層、進行網格劃分、施加載荷和邊界條件，并最終求解和分析結果。
2. 操作流程
2.1 幾何處理
1. 幾何導入與處理：
o 在 SpaceClaim 或其他三維軟件（如CATIA、SolidWorks、Inventor等）中對幾何模型進行預處理，確保模型的完整性和準確性。
o 對于機翼蒙皮和肋板等復雜結構，需將蒙皮和肋板分割為獨立的面或體，以便后續定義接觸關系和鋪層順序。在接觸區域（如蒙皮與肋板的連接處），需進行精確的幾何分割，確保接觸面清晰且邊界明確。
o 為了便于共節點識別或接觸定義，可在接觸區域生成輔助線或面，確保網格劃分時節點對齊，避免因網格不匹配導致計算錯誤。
2.2 材料定義
1. 在左側Component Systems找到ACP模塊，拖拽到A模塊下Gometry下，這樣可以利用前面已有的模型。
2. 雙擊E模塊下的model，打開mechanical界面。
3.
展開 ansys復合材料建模
我剛學ansys沒多久，畢設建立了一個半導體激光器的芯片模型，打算對它進行熱分析，結果芯片模型有點復雜，我學長說用復合材料建模，請問這是什么意思，能舉個例子具體操作一下嗎？感謝各位大佬!
ANSYS知識普及11——如何分析復合材料（2）（ANSYS專家編輯，非原創，歡迎轉摘）
30
*ENDIF
*ENDDO
*DO,NODE,1,MXNODE
*IF,NSEL(NODE),EQ,1,THEN
THICK(node) = 0.125-0.0125*(NX(NODE)-10)
*ENDIF
*ENDDO
RTHICK,THICK(1),99,100,101,102
RTHICK,THICK(1),105,106,107,108
*DO,NODE,1,MXNODE
THICK(node) =0
*ENDDO
ALLSEL,ALL
/ESHAPE,1.0
EPLOT
本次復合材料的帖子合集已做成word文檔，可以下載，地址為
http://www.yqgqt.org.cn/content/doc/285115
另外有本學習ANSYS復合材料的操作過程文檔，可以下載，地址為
http://www.yqgqt.org.cn/content/doc/285116
后續有時間出個利用ＡＷＢ分析復合材料的技術貼（ACP），敬請期待，＾＿＾
展開 ANSYS ACP 復合材料鋪層無人機結構仿真，附帶詳細講解視頻和案例模型 ￥158
命名規則統一為英文，避免后續ACP模塊識別錯誤。
對于尺寸為1.5毫米的部分，右鍵選擇創建Name selection，命名為15face；尺寸為2.5毫米的部分，命名為15face，管子部分命名為1guanzi（最好是逐一創建，以避免因不連續而導致的警告信息）。
ACP模塊設置（復合材料鋪層），更新完成后，選擇正確的模塊進行前處理和后處理，接著進行ACP建模。同時，考慮到部分部件已被隱藏，需找到相應模塊，僅共享幾何形狀，并創建靜態結構模塊。將靜態結構模塊的結果和ACP的set up結果傳遞給相應模塊。雙擊打開模塊，進行材料鋪層設置。使用毫米作為單位。
材料定義，在E模塊下雙擊Engenering Data，找到材料數據庫，對模型材料進行設置，添加Aluminus Alloy、Epoxy Carbon UD(230Gpa) Wet、Epoxy Carbon Woven(230Gpa) Wet材料。定義材料的彈性模量、泊松比等屬性。回到mechanical界面，更新材料，確保材料屬性正確加載。
在創建材料時，我們使用編織材料，并根據需要調整材料屬性。我們創建以下三個不同的材料層，并設置厚度。外層鋪層：厚度0.2mm（編織材料）。
內部鋪層：厚度0.2mm（UD材料）。
內層鋪層：厚度0.175mm（UD材料）。
鋪層方向與坐標系，創建單元集并進行坐標系設置。對于不同的部件，使用全局坐標系進行設置，并檢查不同方向的顯示效果。創建第二個部件時，確保其坐標系正確設置。
展開 Ansys復合材料結構分析總結（建模篇）
說明：整理自Simwe論壇，復合材料版塊，原創fea_stud。
復合材料是一種各向異性材料，對于纖維增強復合材料又是一種正交各向異性材料，因此，在進行復合材料結構建模的時候要特別注意的一個重要的問題，就是材料的方向性。下面，就我個人的分析經驗，對復合材料結構的建模作一個總結。
1． 結構坐標系、單元坐標系、材料坐標系和結果坐標系
建立復合材料結構模型，存在一個結構坐標系，用于確定幾何元素的位置，這個坐標可以是笛卡爾坐標系、柱坐標系或者是球坐標系；單元坐標系是每個單元的局部坐標系，一般用來描述整個單元；材料坐標系是確定材料屬性方向的坐標系，一般沒有專門建立的材料坐標系，而是參考其他坐標系，如整體結構坐標系，或單元坐標系，在Ansys程序中，材料坐標是由單元坐標唯一確定的，要確定材料坐標，只要確定單元坐標就行了；結果坐標系是在進行結果輸出時所使用的坐標系，也是一般參考其他坐標系。在Ansys程序中，關于坐標系有人做過專門的總結。見后。
2． 用于復合材料結構分析的單元
用于復合材料分析的單元主要有兩類，一類是層合單元，如Shell 99, Shell 91, Shell 181, Solid 46 和Solid 191；另一類是各向異性單元，如Solid64；這些材料都有不同的處理方法，層合單元，在一個單元內可以包含多層信息，包括各層的材料、厚度和方向；各項各向異性單元，在一個單元內，只能包含一種材料信息，而且所得到的計算結果還要進行一些處理，因此有一定的局限性。
3．
展開 Ansys10.0 復合材料操作知識（三）
在有了前幾章知識做鋪墊，這一章我們來學習兩個復合材料分析的例子，加深復合材料分析的理解，也希望讀者能從中收獲一些經驗。在這里將第二章的流程圖再次拿出來，進一步熟悉ANSYS有限元分析的基本過程。
4.1 層合板受壓分析
4.1.1 問題描述
層合板指的是僅僅由FRP層疊而成的復合板材，中間不包含芯材，板材的性能不僅與纖維的彈性模量、剪切模量有關，還與纖維的鋪層方向有著密切關系。本例中的板材有4層厚度為0.025m的單元板復合而成，單元板的鋪層方向為0°、90°、90°、0°，見圖13所示。單元板的材料屬性見表4.1。
表 4.1 單元板材料屬性
EX/MP
EY/MP
EZ/MP
GXY/MP
GYZ/MP
GXZ/MP
PRXY
PRYZ
PRXZ
12.5
300
300
50
20
50
0.25
0.25
0.01
4.1.2 求解步驟
根據問題描述，所要分析的問題為殼體結構的復合材料板，可以采用SOLID46單元建立3D有限元模型進行分析。結合圖7的一般步驟進行分析。
步驟一：選取單元類型，設置單元實常數
⑴、在開始一個新分析前，需要指定文件保存路徑和文件名。
展開 Ansys復合材料結構分析總結（概述篇）
說明：整理自Simwe論壇，復合材料版塊，原創fea_stud。
做了一年多的復合材料壓力容器的分析工作，也積累了一些分析經驗，到了總結的時候了，回想起來，總最初采用I-deas，到MSC.Patran、Nastran，到最后選定Ansys為自己的分析工具，確實有一些東西值得和大家分享，與從事復合材料結構分析的朋友門共同探討。
（一）概述篇
復合材料是由一種以上具有不同性質的材料構成，其主要優點是具有優異的材料性能，在工程應用中典型的一種復合材料為纖維增強復合材料，這種材料的特性表現為正交各向異性，對于這種材料的模擬，很多的程序都提供了一些處理方法，在I-Deas、Nastran、Ansys中都有相應的處理方法。筆者最初是用I-Deas下建立各項異性材料結合三維實體結構單元來模擬（由于研究對象是厚壁容器，不宜采用殼單元），分析結果還是非常好的，而且I-Deas強大的建模功能，但由于課題要求要進行壓力容器的優化分析，而且必須要自己寫優化程序，I-Deas的二次開發功能開放性不是很強，所以改為MSC.Patran，Patran提供了一種非常好的二次開發編程語言PCL（以后在MSC的版中專門給大家貼出這部分內容），采用Patran結合Nastran的分析環境，建立了基于正交各項異性和各項異性兩種分析模型，但最終發現，在得到的最后結果中，復合材料層之間的應力結果始終不合理，而模型是沒有問題的（因為在I-Deas中，相同的模型結果是合理的），于是最后轉向Ansys，剛開始接觸Ansys，真有相見恨晚的感覺，豐富的單元庫，開放的二次開發環境（APDL語言），下面就重點寫Ansys的內容。
展開 
復合材料層合板低速沖擊ANSYS
很常見的 復合材料層合板建模問題
[forum.simwe.com]ACP_Tutorial_Ex1.part3.rar
[forum.simwe.com]ACP_Tutorial_Ex1.part3.rar
[forum.simwe.com]ACP_Tutorial_Ex1.part1.rar
ansys_復合材料分析（下）
5.3 復合材料分析實例(GUI方法)
5.3.1 問題描述
如圖5-7所示，有一長3米的工字梁，高度為0.3m，上下翼緣的寬度為0.2m。材料為T300/5208，是20層對稱分布疊層板，每層的厚度為0.001m，各層的方向角分別為0、45、90、-45、0、0、45、90、-45和0度，材料特性為：Ex=181Gpa，Ey=Ez=10.3Gpa，Gxy=7.17Gpa，Gyz=3.78Gpa，υ12=0.016。沿軸強度：σx+=1500Mpa，σx-=1500Mpa，σy+=40Mpa，σy-=246Mpa，σx+=40Mpa，σx-=246Mpa，τxy=68Mpa（+表示受拉，-表示受壓）。工字梁一端固定，另一端受集中力分別為：100N 、10000N和100N 。計算工作應力和應變、失效應力和失效層等。
圖5-7疊層板工字梁結構和載荷示意圖
5.3.2 GUI方式
(一) 定義單元類型、實常數和材料特性
1. 選取菜單元途徑Main>Preprocessor>Element type>Add/edit/delete,彈出Element Types窗口。
2. 單擊Add，彈出Library of Element Types窗口，左邊選擇窗口選擇 Structural Shell，右邊選擇窗口選擇中選擇 Linear Layer99,單擊OK。
3. 單擊Element Types窗口中 Options,彈出SHELL99 ElementType Options窗口，將K8設置為ALL Layer，單擊OK。單擊 Element Types窗口中Close。
4.
展開 ansys_復合材料分析（上）
當初學習復合材料的時候的一些資料，剛翻到了，分享給大家
5.1 復合材料的相關概念
復合材料作為結構應用已有相當長的歷史。在現代，復合材料構件已被大量應用于飛行器結構、汽車、體育器材及許多消費產品中。
復合材料由一種以上具有不同結構性質的材料構成，它的主要優點是具有很高的比剛度(剛度與重量之比)。在工程應用中，典型復合材料有纖維和疊層型材料，如玻璃纖維、玻璃環氧樹脂、石墨環氧樹脂、硼環氧樹脂等。
ANSYS程序中提供一種特殊單元--層單元來模擬復合材料。利用這些單元就可以作任意的結構分析了(包括非線性如大撓度和應力剛化等問題)。對于熱、磁、電場分析，目前尚未提供層單元。
5.2 建立復合材料模型
與鐵或鋼等各向同性材料相比，建立復合材料的模型要復雜一些。由于各層材料性能為任意正交各向異性，材料性能與材料主軸取向有關，在定義各層材料的材料性能和方向時要特別注意。本節主要探討如下問題：
選擇合適的單元類型；
定義材料層；
確定失效準則；
應遵循的建模和后處理規則。
5.2.1 選擇合適的單元類型
用于建立復合材料模型的單元類型有SHELL99、SHELL91、SHELL181、SOLID46和SOLID191 五種單元。但 ANSYS/Professional 只能使用 SHELL99 和 SHELL46 單元。具體應選擇哪一類單元要根據具體應用和所需計算結果類型等來確定。所有的層單元允許失效準則計算。
1、SHELL99--線性層狀結構殼單元
SHELL99 是一種八節點三維殼單元，每個節點有六個自由度。該單元主要適用于薄到中等厚度的板和殼結構，一般要求寬厚比應大于10。
展開 ANSYS中復合材料的分析
ANSYS中復合材料的分析
