ansys模擬纖維的案例
ANSYS纖維混凝土 三維隨機(jī)纖維 鋼纖維 纖維復(fù)合材料建模
在ANSYS內(nèi)構(gòu)建隨機(jī)分布的纖維除了采用命令流的方式外，還可以采用AutoCAD模型導(dǎo)入的方法，在這里對(duì)CAD生成隨機(jī)纖維及導(dǎo)入ANSYS進(jìn)行詳細(xì)介紹。
首先采用CAD隨機(jī)三維纖維插件進(jìn)行纖維及基體材料的幾何模型構(gòu)建，插件可指定數(shù)目、直徑、長度、角度的三維分布的圓柱體纖維，插件嚴(yán)格控制纖維之間不發(fā)生干涉，同時(shí)插件會(huì)在CAD內(nèi)生成與圓柱體纖維相適配的帶有空洞的長方體基體。
設(shè)置好參數(shù)運(yùn)行CAD隨機(jī)三維纖維插件，生成所需要的三維纖維幾何模型，模型建立完成后，需要另存為.sat文件，以備ANSYS導(dǎo)入。
打開ANSYS Workbench，新建一個(gè)分析，在Geometry上右鍵，選擇導(dǎo)入剛才保存的.sat纖維模型文件：
模型是包括圓柱體纖維、帶孔的長方體基體兩部分。纖維及長方體基體均為實(shí)體。
生成后就可以進(jìn)行網(wǎng)格劃分、模擬分析等操作了。
建模所用到的插件：
CAD_隨機(jī)三維纖維插件
展開 ANSYS隨機(jī)骨料 纖維混凝土 三維隨機(jī)纖維骨料 隨機(jī)纖維 隨機(jī)裂縫 隨機(jī)幾何模型
1、ANSYS三維纖維骨料混凝土：
2、ANSYS球形試件隨機(jī)模型：
3、ANSYS隨機(jī)裂縫巖石節(jié)理裂隙
建模插件：
CAD隨機(jī)幾何3D插件
abaqus模擬周期性邊界條件（單向纖維復(fù)材單胞） ￥19.89
題目描述</h1><p>利用平面單元計(jì)算單向纖維增強(qiáng)復(fù)合材料的有效性能。纖維直徑為7微米，纖維體積分?jǐn)?shù)為60%，纖維的彈性模量40GPa；基體材料的彈性模量3GPa，v=0.3。施加周期性邊界條件求解材料的有效性能。</p><p><br></p><p><br></p><figure style="text-align: center;" class="ql-align-center">
<figure class="figure-image" contenteditable="false" data-img="https://img.jishulink.com/202502/attachment/4a4e39c5b64d46798dcb247a76dc7fe1.png" style="display: inline-block;">
<img src="https://img.jishulink.com/202502/attachment/4a4e39c5b64d46798dcb247a76dc7fe1.png" data-mobile-src="https://img.jishulink.com/202502/attachment/4a4e39c5b64d46798dcb247a76dc7fe1.png?image_process=/format,webp" data-pc-src="https://img.jishulink.com/202502/attachment/4a4e39c5b64d46798dcb247a76dc7fe1.png?
展開 Poncin Yachts公司采用模擬軟件PAM-RTM，模擬帶加強(qiáng)纖維的樹脂注射和灌輸過程
Poncin Yachts公司采用模擬軟件PAM-RTM，模擬帶加強(qiáng)纖維的樹脂注射和灌輸過程，優(yōu)化了公司的生產(chǎn)工藝
美國亞特蘭大，2006年船舶展（Boat Show 2006），法國巴黎，2006年1月11日：Poncin Yachts公司第一次受益于ESI集團(tuán)（ISIN FR0004110310）的PAM-RTM軟件技術(shù)。PAM-RTM軟件是一個(gè)注入式合成材料生產(chǎn)工藝的模擬軟件。Poncin Yachts公司通過與合成材料的專業(yè)公司進(jìn)行技術(shù)合作，將應(yīng)用工程使用在自己的工業(yè)系統(tǒng)當(dāng)中，從而確立了在船舶制造業(yè)還從未見到過的生產(chǎn)模式。研究工作是由“東部塑料工業(yè)區(qū)”（P?le de Plasturgie de L’Est）完成的。該工業(yè)區(qū)廣泛采用了ESI集團(tuán)的加強(qiáng)纖維樹脂注入模擬技術(shù)。
的確，Poncin Yachts公司是法國游船業(yè)一個(gè)新的生產(chǎn)廠家，開發(fā)和生產(chǎn)九米到十五米的現(xiàn)代帆船系列，其自動(dòng)化的生產(chǎn)工具采用創(chuàng)新的生產(chǎn)工藝，具有很高的性能。這種工藝就是用真空注入和浸入合成材料的工藝，生產(chǎn)船殼和甲板。
采用ESI集團(tuán)的PAM-RTM軟件，該公司開發(fā)了新的系列工具，采用“閉合模具”技術(shù)，生產(chǎn)合成材料的器具。有了這種創(chuàng)新的技術(shù)，工件的質(zhì)量和表面的光潔度可以更好。同時(shí)采用真空注射和灌輸技術(shù)，可以保證樹脂在各個(gè)腔室里的均勻分布，使工件重量穩(wěn)定，強(qiáng)度大。所有的參數(shù)都通過與傳感器連接在一起的自動(dòng)控制機(jī)自動(dòng)管理，傳感器不斷地檢查溫度，壓力，流量等參數(shù)。
“閉合模具”由于采用了可以完全自動(dòng)化的生產(chǎn)工藝，在尊重和保護(hù)環(huán)境和人員方面具有很大的優(yōu)點(diǎn)。樹脂以加壓的方式注入，因此避免了人與有害產(chǎn)品接觸的機(jī)會(huì)。有害的有機(jī)合成物質(zhì)（COV）處在閉合的環(huán)境當(dāng)中，并在后期經(jīng)過處理，因此可以把有害氣體的排放量減少五到十個(gè)PPM，也就是比2007年將實(shí)行的歐洲標(biāo)準(zhǔn)低兩倍。
展開 
abqus纖維編制過程模擬
需要做一個(gè)纖維編制模擬過程，想要咨詢一下關(guān)于纖維定義，載荷運(yùn)動(dòng)定義，變量輸出等基礎(chǔ)問題。
求一個(gè)有相關(guān)經(jīng)驗(yàn)，或者可以給點(diǎn)建議的朋友，可有償答疑
柔性再生碳纖維濕法取向仿真模擬及其復(fù)合材料性能研究
纖維粗粒化模型(Coarse-grained Model)通過把數(shù)個(gè)小球看作一個(gè)小球，可有效簡化建模的復(fù)雜度，如 LI 等[17]通過粗粒化模型模擬單個(gè)血紅蛋白纖維，有效觀察了血紅蛋白的機(jī)械行為。因此，本研究用一個(gè)直徑為 0.1 mm的小球代替 10 個(gè)直徑為 0.01 mm 的小球，總計(jì) 60個(gè)直徑為 0.1 mm 的小球顆粒串連在一起來模擬單根長度為 6 mm 的碳纖維。如圖 5a 所示，當(dāng)使用剛性纖維模型進(jìn)行模擬時(shí)，纖維無法像真實(shí)纖維一樣在流場中彎曲變形，并且在運(yùn)動(dòng)過程中會(huì)因?yàn)闊o法彎曲而在針嘴處發(fā)生堵塞。如圖 5b 所示，經(jīng)過柔性化處理后的纖維模型在計(jì)算域內(nèi)運(yùn)動(dòng)時(shí)，其形態(tài)上呈現(xiàn)出不同程度的彎曲變形。表 1 列出了纖維顆粒的物理特性。
在有限元軟件 Fluent 中設(shè)置流體相關(guān)參數(shù)。求解器設(shè)置為瞬態(tài)求解，流體的流動(dòng)性質(zhì)為層流，密度為 1 014 kg/m3，動(dòng)力黏度為 32 kg/(m·s)。針筒模型上表面設(shè)置為壓力進(jìn)口面，進(jìn)口表壓力為0.03 MPa；漸縮針嘴出口設(shè)置為壓力出口面，出口壓力設(shè)置為標(biāo)準(zhǔn)大氣壓。
2.3 EDEM-Fluent 耦合模型的建立
基于 DEM 離散元軟件和 CFD 有限元軟件的工作原理，兩者均不能單獨(dú)完成固液兩相流的模擬分析，但是通過建立 DEM 與 CFD 的耦合框架可以將這兩類軟件聯(lián)系起來，使其利用各自的計(jì)算優(yōu)勢完成固液兩相流的數(shù)值模擬。在耦合模擬中，EDEM負(fù)責(zé)生成顆粒，計(jì)算固相運(yùn)動(dòng)、動(dòng)態(tài)和碰撞特性；Fluent 模擬液相中的瞬態(tài)流場。搭建的耦合框架可實(shí)現(xiàn)兩個(gè)軟件之間的數(shù)據(jù)交互，繼而完成耦合模擬。
仿真開始后，在壓力作用下，流體在通道內(nèi)流動(dòng)，形成漸縮流場。柔性纖維在流場入口面上隨機(jī)生成，并跟隨流體在流場中運(yùn)動(dòng)。
展開 基于LS-DYNA的方形破片侵徹纖維復(fù)合材料數(shù)值模擬
關(guān)鍵詞：LS-DYNA，纖維復(fù)合材料，沖擊動(dòng)力學(xué)，失效模型，破片侵徹
復(fù)合材料能夠使各種材料在性能上互相取長補(bǔ)短，使其綜合性能遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于單一材料，從而滿足生產(chǎn)生活中多樣化的需求。現(xiàn)今材料技術(shù)也不斷朝著多種材料復(fù)合的方向發(fā)展，復(fù)合材料采用不同的基體與增強(qiáng)體能夠?qū)崿F(xiàn)不同的力學(xué)性能，常見的基體有合成樹脂、橡膠陶瓷及一些金屬金屬材料等。增強(qiáng)體從形態(tài)上分，常見的有纖維體與粒狀體，從材料上分，有碳材料、硼材料、碳化硅及一些高聚物材料。現(xiàn)有的復(fù)合材料中的增強(qiáng)體以纖維體為主，以纖維體為增強(qiáng)體的復(fù)合材料有著比重小、比強(qiáng)度和比模量大等優(yōu)點(diǎn)，纖維復(fù)合材料被廣泛應(yīng)用于汽車、飛機(jī)等民用領(lǐng)域以及戰(zhàn)斗機(jī)、導(dǎo)彈等軍用領(lǐng)域。
LS-DYNA為一款著名的動(dòng)力學(xué)有限元分析軟件，因?yàn)槟軌蚝芎玫貙?duì)幾何非線性問題、材料非線性問題與接觸非線性問題進(jìn)行求解，被廣泛應(yīng)用在沖擊動(dòng)力學(xué)與爆炸力學(xué)領(lǐng)域。
在此案例中，模型包含為方形破片與纖維復(fù)合材料板材，為了能夠表示不同鋪層方向的材料力學(xué)性能，對(duì)不同鋪層方向分別建模，為了節(jié)省計(jì)算量與計(jì)算時(shí)間，模型簡化為1/2模型，同時(shí)在板材與破片接觸的區(qū)域進(jìn)行網(wǎng)格加密處理，建立好的有限元模型如圖1所示。 在纖維復(fù)合材料板材法線方向上添加破片速度為500m/s。
圖 1 有限元模型
侵徹后的板材如圖2所示，破片接觸板材瞬間應(yīng)力云圖如圖3所示，
圖 2 侵徹后的纖維復(fù)合材料板材
圖 3 破片接觸板材瞬間應(yīng)力云圖
破片的速度曲線如圖4所示。
圖 4 破片速度曲線
最后，有相關(guān)需求歡迎通過公眾號(hào)“320科技工作室”與我們聯(lián)絡(luò)。
展開 二維Cohesive建模：模擬纖維與基體粘結(jié)滑移破壞 ￥50
建立基體部件（二維可變形殼）
建立二維可變形線
布爾操作
劃分網(wǎng)格
將inp文件導(dǎo)出，通過matlab進(jìn)行處理，插設(shè)纖維與基體之間界面單元，參考下文文獻(xiàn)中的流程，之后將修改后的inp文件導(dǎo)入Abaqus
設(shè)置材料屬性，添加邊界條件
提交計(jì)算，對(duì)結(jié)果進(jìn)行后處理，圖為拔出口處基質(zhì)受壓引起的損傷。
圖為不同纖維角度的拉拔力曲線
**附件為二維界面插設(shè)coh的matlab程序，提供售后服務(wù)，謝謝大家。
Moldex3D模流分析之纖維強(qiáng)化復(fù)材件射出模擬
Moldex3D 提供射出成型結(jié)果中纖維配向、初始應(yīng)力 (翹曲應(yīng)力)、纖維濃度以及縫合線的輸出。從 Moldex3D 輸出的檔案可直接由 Ansys Workbench 讀取，并可與 Ansys Material Designer 提供的材料模型進(jìn)行整合，以利于纖維強(qiáng)化復(fù)材件的射出模擬。以下是使用Moldex3D 輸出結(jié)果項(xiàng)至 Ansys Workbench 的操作流程介紹：
?使用纖維強(qiáng)化復(fù)材時(shí)，須注意在前處理的計(jì)算參數(shù)中，有啟用「執(zhí)行纖維配向計(jì)算」功能。若使用者想預(yù)測纖維濃度 (Fiber Volume Fraction) 在塑件內(nèi)的分布，則須額外勾選進(jìn)階選項(xiàng)中「計(jì)算填料濃度」功能。
?請(qǐng)注意：初始應(yīng)力(*.ist )對(duì)應(yīng)到射出成型分析中，由充填與保壓階段形成在模穴內(nèi)部的應(yīng)力，頂出后所造成的翹曲變形。因此若要輸出初始應(yīng)力，在設(shè)定分析順序時(shí)，應(yīng)選擇有包含充填( F )、保壓 ( P ) 以及翹曲 ( W ) 的分析。
?完成 Moldex3D 模擬分析。
?當(dāng)分析完成后，在 FEA 接口的功能選項(xiàng)中，選取欲輸出的檔案：纖維濃度 (fiber volume fraction) (*.fcd)、初始應(yīng)力 (*.ist)、縫合線 (*.nwd) 或纖維配向 (*.o2d)。除了勾選的功能外，軟件同時(shí)也會(huì)輸出 Ansys 可讀的網(wǎng)格檔(*.ans 與 *.cdb)。
?此處輸出之檔案可直接以 Ansys Workbench Toolbox 中的 Injection Molding Data 讀取。
?在 Ansys Workbench 環(huán)境中，提供一套短纖維復(fù)合材料仿真流程，可預(yù)測短纖維強(qiáng)化復(fù)材之射出成型件的熱機(jī)械行為。
展開 Abaqus纖維纏繞模擬之“草木皆可為劍”
“ 草木竹石皆可為劍” -金庸
編織的纖維
01—巧妙的“走馬機(jī)”
在生活中，我們可能會(huì)注意到有些導(dǎo)線為了增強(qiáng)抗拉性能，其外層會(huì)包覆有編織結(jié)構(gòu)，這種編織結(jié)構(gòu)通常是由下圖所示的“走馬機(jī)”將一股股絲線纏繞而成。
“走馬機(jī)”編織過程
隨著人們對(duì)輕量化的追求，復(fù)合材料在工程上越來越得到重視，碳纖維纏繞成型結(jié)構(gòu)是比較常見的一種，比如某些油箱、高壓氣瓶、槍炮管、導(dǎo)彈結(jié)構(gòu)、火箭發(fā)動(dòng)機(jī)殼體等，具有很高的比強(qiáng)度和比剛度，目前碳纖維纏繞成型工藝越來越成熟，這種結(jié)構(gòu)也正在快速地應(yīng)用于體育器材、交通工具和醫(yī)療器械等民用產(chǎn)品。
纖維纏繞增強(qiáng)技術(shù)
碳纖維纏繞成型系統(tǒng)中的纏繞機(jī)有著類似于“走馬機(jī)”的運(yùn)行原理，一股股絲線錯(cuò)綜復(fù)雜，運(yùn)行起來讓人眼花繚亂。
02—Abaqus纏繞模擬之“草木皆可為劍”
無論采用什么工具進(jìn)行問題分析或仿真模擬，一個(gè)核心思想就是抽象簡化，只要找到復(fù)雜系統(tǒng)中最重要的、最簡單的組分，然后把這部分的基礎(chǔ)問題剖析透徹，那么上一層級(jí)的問題就迎刃而解。
“草木皆可為劍”
要模擬“走馬機(jī)”絲線纏繞也是這樣的過程，我們只需要對(duì)最重要、最簡單的那一部分進(jìn)行剖析、建模就可以了。
“走馬機(jī)”Abaqus模型里最簡單的組分
簡單組分的圓形陣列
“走馬機(jī)”原理：導(dǎo)向環(huán)往復(fù)+圓周運(yùn)動(dòng)的復(fù)合運(yùn)動(dòng)
Abaqus纖維纏繞模擬
通過抽象思考進(jìn)行仿真建模，用最簡單的組分模擬復(fù)雜的過程，此為有限元仿真模擬之“ 草木竹石皆可為劍”。
展開 ANSYS Workbench纖維混凝土3D
在ANSYS Workbench建立三維纖維混凝土模型可采用CAD隨機(jī)幾何3D插件建模后導(dǎo)入，模型包含球體粗骨料、圓柱體長纖維、水泥砂漿基體等不同組分。
在CAD隨機(jī)幾何3D插件內(nèi)設(shè)置模型參數(shù)后運(yùn)行，即可在AutoCAD內(nèi)建立三維纖維混凝土模型，插件支持任意多組纖維或骨料的尺寸設(shè)置，可滿足不同級(jí)配的纖維混凝土模型。
在CAD內(nèi)將模型導(dǎo)出為IGES格式文件，并導(dǎo)入到ANSYS Workbench內(nèi)。可對(duì)幾何結(jié)構(gòu)進(jìn)行編輯，分圖層批量賦值材料屬性等。
在分析系統(tǒng)內(nèi)對(duì)纖維混凝土模型進(jìn)行后續(xù)的模擬。
CAD隨機(jī)幾何3D插件
https://www.yqgqt.org.cn/post/1873573
展開 
幾篇不錯(cuò)的關(guān)于纖維增強(qiáng)MMCs模擬方面的文章
有空的可以看看，2篇英文，一篇中文
FEM study of thermal residul in composites.pdf
Fibre-matrix stress transfer through a discrete interphas.pdf
SiC纖維增強(qiáng)復(fù)合材料基體裂紋偏移機(jī)理的有限元分析.pdf
在HyperMesh中通過曲線定義材料方向（模擬纖維纏繞方向） ￥9.9
根據(jù)之前的帖子，復(fù)合材料坐標(biāo)系調(diào)整http://www.yqgqt.org.cn/content/post/1189958
我們知道了通過坐標(biāo)系、向量、以及角度的方式調(diào)整復(fù)合材料鋪層坐標(biāo)系（定義纖維0度方向），但是對(duì)于比較復(fù)雜的曲面，如果還是按照這種方式定義可能就不太準(zhǔn)確，如下：
如果圓球面是通過纏繞方式成型的，那么我們按照上圖，定義的方式就不正確，因此需要通過其他方式來進(jìn)行定義：
本案例講解在HyperMesh中定義上述纏繞方式成型的復(fù)合材料方向：
abaqus碳纖維復(fù)合材料熱固化模擬-球形件模型 ￥400
abaqus碳纖維復(fù)合材料熱固化模擬，球形件模型，chile模型，內(nèi)附inp，CAE，ODB模型
Moldex3D模流分析之回火模擬考慮纖維配向?qū)βN曲結(jié)果的影響
此回火模擬將進(jìn)行翹曲結(jié)果計(jì)算，并提供過程中多段的位移量值，Von Mises應(yīng)力，剪應(yīng)力和溫度分布。
回火分析結(jié)果列表
在Moldex3D R17版本之后，回火模擬幾何變形考慮了的纖維配向的影響；透過考慮纖維配向效應(yīng)，使得翹曲結(jié)果預(yù)測可以獲得更準(zhǔn)確的結(jié)果。
回火模擬考慮纖維排向設(shè)定流程
步驟1：檢查確認(rèn)含纖維材料的項(xiàng)目中，計(jì)算參數(shù)的「充填/保壓」頁面預(yù)設(shè)考慮了「纖維方向分析」；并且「翹曲變形」頁面中，無論使用強(qiáng)化版求解器或標(biāo)準(zhǔn)求解器，也會(huì)自動(dòng)確認(rèn)「計(jì)算考慮纖維配向方向」。
含纖材料計(jì)算機(jī)參數(shù)設(shè)定會(huì)開啟預(yù)設(shè)考慮執(zhí)行纖維配向計(jì)算
步驟2：默認(rèn)的微觀力學(xué)模型是Mori-Tanaka模型，用戶可以依照需求更改其他模型。回火仿真的微觀力學(xué)模型會(huì)承接「翹曲變形」頁面設(shè)置，并且可以在Log文件中檢查仿真模式。
目前提供三種微觀力學(xué)模式可供選擇
步驟3：在「應(yīng)力」頁面中，使用者要選擇的分析方式為「回火類型」。然后，在標(biāo)準(zhǔn)分析序列中（CFPCW）模擬完成應(yīng)力Stress-S分析。
回火類型及邊界設(shè)定與啟動(dòng)應(yīng)力分析
注意：使用這可以重新檢查Log檔(*.lgs)，其中記錄微觀力學(xué)仿真類型會(huì)與翹曲Warp模擬同步一致(*.lgw)。
應(yīng)力Log文件內(nèi)會(huì)紀(jì)錄影響回火分析的相關(guān)訊息
案例分享
比較兩個(gè)分別不同進(jìn)澆方式的平版，其各自考慮纖維配向效應(yīng)及不考慮纖維配向(凌亂配向)的影響。使用者可以在回火模擬結(jié)束時(shí)(EOA)獲得Z-Displacement結(jié)果，如下表所示。可以從針點(diǎn)進(jìn)澆結(jié)果看到，不考慮纖維配向及考慮纖維配向的變形量值及趨勢是不同的；此現(xiàn)象在側(cè)邊進(jìn)澆的平面也有相同趨勢與現(xiàn)象。
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