ansys模擬碳纖維
關(guān)注創(chuàng)建者：王靖雯 創(chuàng)建時(shí)間：2023-03-07
ansys模擬碳纖維的視頻教程
碳纖維復(fù)合材料薄壁件的注塑成型過程模擬
利用注塑成型軟件Moldflow，模擬出碳纖維復(fù)合材料薄壁件的注塑成型過程，可提取薄壁件內(nèi)部短碳纖維取向分布，成型件翹曲變形量、體積收縮等數(shù)據(jù)，利于進(jìn)行成型質(zhì)量?jī)?yōu)化。
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【入門案例02】Abaqus——鋼筋混凝土構(gòu)件的碳纖維布+鋼板加固模擬
以小見大，一個(gè)視頻教會(huì)abaqus分析鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的基本通法。“通法”的含義在于用最簡(jiǎn)便的實(shí)例參透事物的根本，大道至簡(jiǎn)，一通百通。經(jīng)過本課程學(xué)習(xí)，你將獲得： 1、混凝土塑性損傷本構(gòu)模型的定義、參數(shù)含義及用法； 2、CAD與abaqus交互建模的實(shí)操技巧； 3、鋼筋混凝土構(gòu)件建模的基本流程與簡(jiǎn)便建模技巧 4、蒙皮的定義，通過蒙皮實(shí)現(xiàn)“共節(jié)點(diǎn)”技術(shù)； 以上等等。
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ABAQUS-復(fù)合材料工程應(yīng)用案例一-碳纖維復(fù)合材料泡沫夾層板落錘沖擊損傷失效模擬
本案例詳細(xì)講解了工程上常用的碳纖維增強(qiáng)樹脂基復(fù)合材料泡沫夾層板落錘沖擊損傷失效模擬，重點(diǎn)講解了模型部件的建模處理方法，碳纖維樹脂基復(fù)合材料表層的材料本構(gòu)參數(shù)設(shè)置、泡沫材料的彈塑性可壓縮本構(gòu)模型、沖擊體和板材的網(wǎng)格劃分技巧以及如何去調(diào)試模型的收斂性，在結(jié)果后處理中講解了模型的載荷、速度和加速度以及能量的轉(zhuǎn)化如何去分析，附件里提供模型源文件。
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ansys模擬碳纖維的實(shí)例教程
摘 要：基于珠鏈模型，采用離散單元法對(duì)纖維模型進(jìn)行柔性化處理；通過搭建 EDEM-Fluent 耦合仿真模型，對(duì)柔性再生碳纖維在漸縮流場(chǎng)中的流動(dòng)取向過程進(jìn)行仿真模擬。采用濕法取向技術(shù)對(duì) 6 mm 纖維進(jìn)行重新取向排布制備取向氈，將仿真結(jié)果與實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行對(duì)比。采用模壓法制備了碳纖維/環(huán)氧樹脂基復(fù)合材料，對(duì)其力學(xué)性能進(jìn)行表征。結(jié)果表明：在纖維跟隨流體運(yùn)動(dòng)的過程中，纖維會(huì)受到軸向剪切力的作用，發(fā)生不同程度的彎曲變形，并沿著流體流動(dòng)方向發(fā)生旋轉(zhuǎn)，從而在移動(dòng)過程中完成取向。利用二維方向張量對(duì)纖維氈取向度進(jìn)行表征，其取向度為 98%；制備的取向復(fù)合材料彎曲強(qiáng)度和模量較未取向材料分別提升 70.6%和 88.5%。
關(guān)鍵詞：纖維取向；柔性纖維；離散單元法；漸縮流場(chǎng)；力學(xué)性能
0 前言
碳纖維/環(huán)氧樹脂基復(fù)合材料(CF/EP)在航空航天、風(fēng)電、交通等大型承力構(gòu)件制造中得到廣泛應(yīng)用[1]，尤其在航空航天方面，常用來制造發(fā)動(dòng)機(jī)殼體、蒙皮等重要部件，可以發(fā)揮碳纖維復(fù)合材料輕量化、高強(qiáng)度等優(yōu)勢(shì)[2]。隨著碳纖維應(yīng)用范圍的不斷擴(kuò)大，各領(lǐng)域?qū)?em>碳纖維需求量急速增加，制造中的廢棄邊角料和服役期滿碳纖維復(fù)材制品也隨之增長(zhǎng)[3]。對(duì)廢棄碳纖維復(fù)合材料中的碳纖維進(jìn)行回收再利用是解決碳纖維廢棄物堆積問題的最佳途徑，回收之后的再生碳纖維性能與原纖維相差無幾，回收成本卻遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于生產(chǎn)成本[4]。回收碳纖維通常采用模壓工藝實(shí)現(xiàn)復(fù)材制品成型，并應(yīng)用于汽車外覆蓋件等部位。但是碳纖維作為一種各向異性的材料，其軸向力學(xué)性能優(yōu)于徑向力學(xué)性能[5]，隨機(jī)排列的短纖維大大限制了其應(yīng)用途徑。因此，有效的纖維取向技術(shù)成為回收碳纖維大規(guī)模工業(yè)應(yīng)用的關(guān)鍵技術(shù)之一。
目前一些學(xué)者對(duì)纖維取向技術(shù)進(jìn)行了相關(guān)研究。
展開 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
分析類型：靜力分析；碳纖維復(fù)合材料
技術(shù)難點(diǎn)：多碳纖維層的碳纖維材料建模 鋼筋混凝土建模
完成人：技術(shù)鄰ANSYS專家
業(yè)務(wù)咨詢網(wǎng)址：http://www.yqgqt.org.cn/content/other/402981
研究對(duì)象：碳纖維加固的鋼筋混凝土牛腿
可代做的業(yè)務(wù)范圍：
鋼筋混凝土分析
復(fù)合材料分析
載荷位移大變形分析
模擬過程：
碳纖維加固鋼筋混凝土
圖形說明：
圖1 ：整體模型。混凝土采用solid65
圖2：碳纖維單元，采用shell181
圖3：碳纖維加固位置，紅色單元為碳纖維單元
圖4：鋼筋籠，鋼筋采用link8
圖5：載荷位移曲線
展開 與金屬材料相比，碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料因具有較高的強(qiáng)度重量比和剛度重量比等特性常被用作初級(jí)結(jié)構(gòu)。對(duì)于組裝結(jié)構(gòu)件和飛機(jī)上輕量化混合結(jié)構(gòu)的碳纖維復(fù)合材料的連接，使用的方法為機(jī)械緊固，如鉚釘?shù)取６婕暗綑C(jī)械緊固，鉆孔是必不可少的。
由于碳纖維復(fù)合材料固有的各向異性和結(jié)構(gòu)的不均勻性，在鉆孔過程中會(huì)產(chǎn)生分層、毛刺、纖維拔出、基體熱降解等多種損傷，從而降低了碳纖維復(fù)合材料在疲勞載荷作用下的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和使用壽命。
在以往文獻(xiàn)中，研究者們通過實(shí)驗(yàn)、理論分析和數(shù)值模擬技術(shù)來研究碳纖維復(fù)合材料鉆孔中的損傷機(jī)制，但是，
實(shí)驗(yàn)對(duì)碳纖維復(fù)合材料變形和損傷擴(kuò)展的研究比較有限
。采用常規(guī)數(shù)值分析方法時(shí)，鉆孔碳纖維復(fù)合材料（CERPs）的損傷缺陷在多損傷機(jī)制耦合作用下表現(xiàn)為混合破壞模式。有限元軟件中元素的破壞模式主要包括損傷產(chǎn)生、損傷累積、損傷演化、d單元?jiǎng)h除等復(fù)雜過程。在過去，針對(duì)不同類型的CERPs，發(fā)展了多種預(yù)測(cè)損傷以識(shí)別復(fù)雜的損傷機(jī)制，如Tsai-Wu、Hashin、Puck和
Chang-Chang
準(zhǔn)則。這些漸進(jìn)損傷理論已被用于預(yù)測(cè)復(fù)雜CERPs在鉆孔過程中的損傷行為，比如Isbilir、 Phadnis和Feito。
對(duì)于CERPs的鉆孔損傷分析，雖然可以將復(fù)合材料視為均質(zhì)理想化模型來確定損傷模式，但
幾乎都采用了宏觀力學(xué)理論
，其中一些實(shí)際損傷缺陷無法模擬，如毛刺等。
展開 大綱
纖維排向?qū)Ξa(chǎn)品結(jié)構(gòu)強(qiáng)度有顯著影響，史丹利百得團(tuán)隊(duì)在研究一款添加30%碳纖維之PA66制成的錘釘產(chǎn)品，其外殼結(jié)構(gòu)強(qiáng)度是否足以通過測(cè)試。要評(píng)估纖維排向之于產(chǎn)品機(jī)械性質(zhì)的影響不是一件容易的事情，因此史丹利百得團(tuán)隊(duì)透過整合模流及結(jié)構(gòu)分析仿真工具，獲得關(guān)鍵分析數(shù)據(jù)，以利執(zhí)行精準(zhǔn)的結(jié)構(gòu)分析，確保產(chǎn)品整體的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。
挑戰(zhàn)
評(píng)估纖維排向?qū)?duì)象強(qiáng)度之影響
判別產(chǎn)品應(yīng)力集中區(qū)域
解決方案
透過Moldex3D FEA界面，史丹利百得團(tuán)隊(duì)將射出成型過程中受流場(chǎng)方向影響的纖維排向結(jié)果輸出至Altair Multiscale Designer，再映像到Altair Radioss進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析。
效益
觀察因纖維之非等向性行為而引起的翹曲
找出潛在的應(yīng)力集中處
優(yōu)化產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度
案例研究
如何生產(chǎn)輕量化又能符合成本效益的產(chǎn)品，是制造業(yè)共同面臨的挑戰(zhàn)，。要優(yōu)化產(chǎn)品設(shè)計(jì)以達(dá)到此目標(biāo)，就必須仰賴塑料材料工程和CAE軟件的協(xié)助。然而結(jié)構(gòu)分析CAE軟件在支持塑料射出材料的非等向特性上，還是有一定的難度。
史丹利百得團(tuán)隊(duì)利用Moldex3D以及Altair Radioss來分析錘釘外殼的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度(圖二)。本產(chǎn)品由含30%碳纖維的PA66所制成，必須要通過300,000次使用壽命試驗(yàn)。透過兩種分析軟件的整合，可預(yù)測(cè)出纖維排向?qū)Ξa(chǎn)品強(qiáng)度的影響，并將結(jié)果應(yīng)用于優(yōu)化產(chǎn)品設(shè)計(jì)。
圖一 本案例之錘釘產(chǎn)品
圖二 本案例產(chǎn)品設(shè)計(jì)
首先透過Moldex3D模擬，獲得射出成型模擬結(jié)果及纖維排向信息。藉由模擬結(jié)果，史丹利百得團(tuán)隊(duì)進(jìn)行澆口位置評(píng)估及確認(rèn)豎澆道壓力、包封和翹曲都能符合要求(圖三)。更重要的是，透過Moldex3D FEA接口功能，將纖維排向結(jié)果之非等向材料特性，輸入至動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)分析軟件。
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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
摘 要：基于珠鏈模型，采用離散單元法對(duì)纖維模型進(jìn)行柔性化處理；通過搭建 EDEM-Fluent 耦合仿真模型，對(duì)柔性再生碳纖維在漸縮流場(chǎng)中的流動(dòng)取向過程進(jìn)行仿真模擬。采用濕法取向技術(shù)對(duì) 6 mm 纖維進(jìn)行重新取向排布制備取向氈，將仿真結(jié)果與實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行對(duì)比。采用模壓法制備了碳纖維/環(huán)氧樹脂基復(fù)合材料，對(duì)其力學(xué)性能進(jìn)行表征。結(jié)果表明：在纖維跟隨流體運(yùn)動(dòng)的過程中，纖維會(huì)受到軸向剪切力的作用，發(fā)生不同程度的彎曲變形
大綱
纖維排向?qū)Ξa(chǎn)品結(jié)構(gòu)強(qiáng)度有顯著影響，史丹利百得團(tuán)隊(duì)在研究一款添加30%碳纖維之PA66制成的錘釘產(chǎn)品，其外殼結(jié)構(gòu)強(qiáng)度是否足以通過測(cè)試。要評(píng)估纖維排向之于產(chǎn)品機(jī)械性質(zhì)的影響不是一件容易的事情，因此史丹利百得團(tuán)隊(duì)透過整合模流及結(jié)構(gòu)分析仿真工具，獲得關(guān)鍵分析數(shù)據(jù)，以利執(zhí)行精準(zhǔn)的結(jié)構(gòu)分析，確保產(chǎn)品整體的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。
挑戰(zhàn)
評(píng)估纖維排向?qū)?duì)象強(qiáng)度之影響
判別產(chǎn)品應(yīng)力集中區(qū)域
導(dǎo)讀 具有輕量化及優(yōu)異機(jī)械強(qiáng)度的零部件一直是航空、航天和國(guó)防工業(yè)在設(shè)計(jì)、加工和制造階段關(guān)注的焦點(diǎn) 。與金屬材料相比，碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料因具有較高的強(qiáng)度重量比和剛度重量比等特性常被用作初級(jí)結(jié)構(gòu)。對(duì)于組裝結(jié)構(gòu)件和飛機(jī)上輕量化混合結(jié)構(gòu)的碳纖維復(fù)合材料的連接，使用的方法為機(jī)械緊固，如鉚釘?shù)取６婕暗綑C(jī)械緊固，鉆孔是必不可少的。 由于碳纖維復(fù)合材料固有的各向異性和結(jié)構(gòu)的不均勻性，在鉆孔過程中會(huì)產(chǎn)生分層、毛刺
分析類型：靜力分析；碳纖維復(fù)合材料
技術(shù)難點(diǎn)：多碳纖維層的碳纖維材料建模 鋼筋混凝土建模
完成人：技術(shù)鄰ANSYS專家
業(yè)務(wù)咨詢網(wǎng)址：http://www.yqgqt.org.cn/content/other/402981
研究對(duì)象：碳纖維加固的鋼筋混凝土牛腿
可代做的業(yè)務(wù)范圍：
鋼筋混凝土分析
復(fù)合材料分析
載荷位移大變形分析
