ansys材料破壞和失效的案例
Ansys Workbench正交各項異性（橫觀各向同性）材料強度失效評估 ￥10
教材《工程材料力學行為》一書中提及了各向異性材料的失效校核方法：
纖維增強塑料就是一種各向異性材料，在纖維方向和垂直纖維方向，材料的力學屬性有顯著差異。因此我們可以使用上述Hill強度評估方法來校核纖維增強塑料的強度評估。
同時我們可以假設纖維增強塑料是一種特殊的各向異性材料，在垂直纖維方向的平面內材料又是各向同性的。這樣Hill材料常數H、F、G、N、L、M的計算，就由、六個測試數據，變為=四個數據。
通常我們是可以查到PA基體的力學參數（拉伸屈服強度）和PA+GF20 的拉伸屈服強度。
? 這里可以近似理解為玻纖方向的=130MPa即為PA+GF20的拉伸屈服強度
? ==74MPa為純PA的拉伸屈服強度，
? 同時近似使用 = =75MPa，
? =37.5MPa。
這樣我們就可以通過有限的可查材料數據來，近似計算Hill強度公式的材料常數進行各向異性玻纖材料的強度評估。
至此時，我們只需要提取有限元仿真結果在某節點位置的應力分量、 帶入Hill公式即可獲得各向異性材料在某載荷下是否失效的強度結論（Hill值與1進行比較，Hill值大于1 即為失效）
仿真示例：
有如下形狀的一個卡扣，卡扣兩側固定約束；在中間圓弧區域受到-Z方向的力載荷10N和一個繞X軸的扭轉載荷0.2NM。
同時，還知道卡扣的材料是PA+GF20，玻纖均勻分布，玻纖整體排布方向順著卡扣方向（全局坐標系的Y方向）
幾何模型約束位置和載荷如下所示：
展開 交流-ANSYS橡膠材料超彈性本構模型和粘彈性性能仿真和試驗
交流-ANSYS橡膠材料超彈性本構模型和粘彈性性能仿真和試驗
最近在搞橡膠這個方向，單軸拉伸試驗和動態DMA，研究橡膠次本構模型
有研究橡膠超彈性。粘彈性性能的朋友可以聯系，互相交流學習、答疑。
Q254958758
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
涉及ACP復合材料鋪層，后處理等相關設置方法。過程詳細，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
復合材料因其高比強度、可設計性強等特點，在無人機輕量化結構中應用廣泛。本文基于ANSYS軟件平臺，詳細闡述復合材料無人機結構仿真的全流程操作，涵蓋幾何處理、材料定義、鋪層設計、載荷施加及結果驗證等關鍵環節。通過本文，用戶可系統掌握復合材料結構仿真技術，優化無人機設計，確保結構安全性與可靠性。
幾何模型預處理
抽殼處理（Shell Extraction）無人機結構多為薄壁殼體，需將實體模型轉換為殼單元以提升計算效率。操作路徑：Geometry > 右鍵部件 > 選擇“抽殼”，輸入設計厚度（如0.2mm）。
注意事項：抽殼后需檢查面法向方向（Tools > 面法向），確保所有面外法向一致，避免后續分析中出現應力方向錯誤。對于多曲面模型，抽殼可能導致局部厚度不均，需通過“偏置面”功能手動調整。
細節簡化，刪除非關鍵特征：移除直徑小于2mm的孔、倒角及裝飾性結構（選中孔邊緣 > Delete）。
合并面：針對相鄰面片，使用“合并面”工具（Tools > 合并面）消除微小間隙或尖角。案例：機翼與機身連接處常存在微小面片，合并后可提升網格質量。若模型關于XY平面對稱，可僅處理單側結構，再通過鏡像生成整體（Tools > 鏡像）。鏡像驗證：鏡像后需檢查對稱面是否完全貼合，避免因公差導致網格不連續。
刪除冗余部件，移除內部支撐管、非承重連接件等，僅保留主承力結構。示例：無人機起落架安裝座若與靜力分析無關，可直接刪除以簡化模型。
接下來我們將進行建模處理，首先打開軟件，主要工作是劃分網格并進行命名。
展開 ANSYS與材料力學之軸向拉伸和壓縮（三）
研究結構如下圖：
一、材料力學解法：
如果我們不考慮截開，則桿在橫截面（α=0）上的應力
σ
0=F/A=1000/100=10MPa
式中，A為桿的橫截面積；
假想一平面沿斜截面k-k將桿截開，并研究左段的平衡可得，
Fα=F=1000N
Pα=Fα/Aα
Aα=A/cosα
所以，
P
α=(F/A)*cosα=σ
0*cosα
總應力P
α是矢量，可以分解為沿截面法向的正應力σ
α和沿截面切向的切應力τ
α：
σ
α=P
α*cosα=σ
0*cos
2α
τ
α=P
α*sinα=（σ
0/2）*sin2α
上式表達了通過該拉桿內任意一點處不同方位橫截面上的正應力σ
α和切應力τ
α隨α角變化的規律：
1.當α=0°時，σ
α=σ
0是σ
α的最大值；
2.當α=45°時，τ
α=σ
0/2是τ
α的最大值；
3.當α=90°時，σ
α=0，τ
α=0。
對于該結構，
σ
max=10MPa
τ
max=5MPa
二、ANSYS解法：
下面，我們用ANSYS驗證一下材料力學解法的準確性。通過該例子，學習在ANSYS中怎么提取任意截面上的應力。
展開 
ansys建模計算——常用單元和材料類型
加強版是shell181（注意18*系列單元都是ansys后開發的單元，考慮了以前單元的優點和缺陷，因而更完善），優點是：能實現shell41、shell63、shell43...的所有功能并比它們做的更好，偏置中點很方便（比如模擬梁版結構時常要把板中面望上偏置），可以分層，等等。
(4)solid（體）系列
土木中常用的就solid45、46、65、95等。
45就不用多說了，95是它的帶中結點版本。
solid46可以容忍單元的長厚比達到20比1，可以用來模擬鋼板碳纖維板鋼管等。
solid65是專門的混凝土單元，可以考慮開裂，這個討論得很多了，清華的陸新征寫的一個講義(www.luxizheng.net)里面有詳細解釋。
(5)combin(彈簧)系列
常用的有7、14、39、40等。
7可以用來模擬鉸接點。14是最簡單的帶阻尼彈簧。39是非線性彈簧，在實常數中可以靈活定義力－位移關系，可用來模擬鋼筋與混凝土的粘結滑移等。40可模擬隔震結構（據說）。
(6)contact(接觸)系列
常用的有conta52，可用來模擬橡膠墊支座。這個很簡單，可以用命令流添加（eintf）。TARGE16*和CONTA17*系列可用接觸向導添加，三維的接觸往往會造成收斂困難，和混凝土非線性分析一樣，需要憑經驗調參數反復試算。
二、材料
彈性部分（必需）用MP命令輸入，非線性部分用TB命令輸入。
（1）TB,DP
即Drucker-Prager模型，ansys中唯一用來模擬土的模型。可以和幾乎所有單元類型（2維和3維）配合使用，所以有時也會在計算2維的混凝土模型時用到它。
（2）TB,CONCR
用來模擬混凝土，采用w-w五參數破壞準則，只能和solid65配合使用。
展開 ANSYS與材料力學系列教程之軸向拉伸和壓縮（七）
掃描二維碼關注公眾號，一起聊聊力學和有限元那點兒事。
ANSYS與材料力學系列教程之軸向拉伸和壓縮（四）
結論：
①材料力學方法計算結果為1.2934mm，ANSYS計算結果為1.2945mm，結果基本一致。但材料力學計算方法使用小變形假設，在作圖求位移時，也進行了一定的簡化計算，所以ANSYS的計算結果應較為準確。
②材料力學中小變形假設，計算誤差在可接受范圍以內，但計算效率卻得到了很大的提高。
③該題還可使用彈性體的功能原理進行方便快捷的計算，ANSYS也可計算結構中的應變能，該方法將在下一篇文章中為大家講解。
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展開 ANSYS與材料力學系列教程之軸向拉伸和壓縮（五）
根據推導出的應變能計算公式，該結構中總的應變能為：
Vε=2*(FN^2*L)/2EA=
64.67J
根據彈性體的功能原理，載荷P做的功數值上等于結構總的應變能，即：
W=1/2*P*△A=Vε
△A=0.0012934m=1.2934mm
ANSYS解法：
該題的ANSYS解法，只需在上篇文章的ANSYS結果基礎上，提取一個應變能結果。
Step1：求解設置。
提取應變能結果，需要打開Beam Section Results，方法是：點擊Solution，在Details of Solution的Post Processing中，將Beam Section Results設置為Yes。
Step2：提取應變能結果。
選擇Results→Energy→Strain Energy，然后右擊Solution（A6），選擇Eevaluate All Results，提取結果。計算結果如下圖二。
結論：
①材料力學方法計算的總應變能為64.74J，ANSYS計算的總應變能結果為64.723J，兩者基本一致。
②使用彈性體的功能原理求解該題，更加方便快捷，這種方法也稱為能量法。
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展開 ANSYS和材料信息領先企業GRANTA DESIGN簽署最終收購協議
此次收購將為客戶提供豐富的材料選擇和管理信息來源
2019年1月22日，匹茲堡訊 – 工程仿真軟件領域的全球領先企業ANSYS（NASDAQ: ANSS）今天宣布，已達成收購Granta Design的最終協議，后者是業界領先的材料信息技術供應商。此次收購有助于將ANSYS的產品組合擴展到重要領域，為ANSYS客戶提供各種重要的材料數據信息，幫助其實現成功的仿真。交易預計將于2019年第一季度完成。管理層將在交易完成后就交易細節及其對2019年財務業績展望的影響提供更多信息。
隨著金屬、塑料等材料的性能不斷提升，包括復合材料和增材制造等領域的創新發展，制造商在研發產品時面臨豐富的材料選擇。與此同時，制造商需要準確、可跟蹤而且可靠的材料信息，從而制定明智的材料選擇，并確保仿真的準確性。此次收購將讓ANSYS客戶大獲裨益，他們不僅能夠訪問全球領先的企業材料信息管理系統，還能獲得市場領先的材料來源、選擇和管理解決方案。Granta客戶則能夠更方便地采用ANSYS的黃金標準仿真技術。Granta將繼續研發其開放式生態系統，并與一系列豐富的領先產品生命周期管理、CAD和計算機輔助工程解決方案相結合。
Granta Design總部位于英國劍橋，擁有超過180名員工。其產品包括業界領先的企業材料信息管理系統GRANTA MI，以及幫助用戶探索不同材料如何影響產品行為的CES Selector。此外，Granta還研發了全球領先的材料教學資源CES EduPack，覆蓋工程、科學、加工和設計等學科領域，該教學資源已被全球1000多所高校采用。Granta的客戶包括空客、通用汽車、艾默生電氣公司、洛克希德馬丁、美國國家航空航天局、沙特阿美和勞斯萊斯等。
ANSYS的副總裁兼總經理Shane Emswiler指出：“Granta Design是材料信息技術領域的先驅。
展開 ANSYS和材料信息領先企業GRANTA DESIGN簽署最終收購協議
近日，匹茲堡訊 – 工程仿真軟件領域的全球領先企業ANSYS（NASDAQ: ANSS）今天宣布，已達成收購Granta Design的最終協議，后者是業界領先的材料信息技術供應商。此次收購有助于將ANSYS的產品組合擴展到重要領域，為ANSYS客戶提供各種重要的材料數據信息，幫助其實現成功的仿真。交易預計將于2019年第一季度完成。管理層將在交易完成后就交易細節及其對2019年財務業績展望的影響提供更多信息。
隨著金屬、塑料等材料的性能不斷提升，包括復合材料和增材制造等領域的創新發展，制造商在研發產品時面臨豐富的材料選擇。與此同時，制造商需要準確、可跟蹤而且可靠的材料信息，從而制定明智的材料選擇，并確保仿真的準確性。此次收購將讓ANSYS客戶大獲裨益，他們不僅能夠訪問全球領先的企業材料信息管理系統，還能獲得市場領先的材料來源、選擇和管理解決方案。Granta客戶則能夠更方便地采用ANSYS的黃金標準仿真技術。Granta將繼續研發其開放式生態系統，并與一系列豐富的領先產品生命周期管理、CAD和計算機輔助工程解決方案相結合。
Granta Design總部位于英國劍橋，擁有超過180名員工。其產品包括業界領先的企業材料信息管理系統GRANTA MI，以及幫助用戶探索不同材料如何影響產品行為的CES Selector。此外，Granta還研發了全球領先的材料教學資源CES EduPack，覆蓋工程、科學、加工和設計等學科領域，該教學資源已被全球1000多所高校采用。Granta的客戶包括空客、通用汽車、艾默生電氣公司、洛克希德馬丁、美國國家航空航天局、沙特阿美和勞斯萊斯等。
展開 ANSYS實例 | 剛平板壓縮橡膠的非線性分析——接觸、材料和幾何非線性
通用的橡膠密封制品在國防，化工，煤炭，石油，冶金，交通運輸和機械制造工業等方面的應用越來越廣泛，已成為各種行業中的基礎件和配件。
橡膠材料屬于大變形材料，在ANSYS中怎么分析呢？材料本構模型怎么選取？橡膠密封涉及到的接觸非線性問題，又該怎么創建呢?
一、問題描述
一個長的橡膠圓柱，被上下兩塊剛性平板夾持，使橡膠圓柱產生向下壓縮位移δmax。計算力—變形響應情況。橡膠彈性模量2.82 MPa，泊松比μ=0.49967；橡膠Mooney-Rivlin常數C10=0.293 MPa，C01=0.177 MPa；橡膠圓柱半徑200mm；強制位移δmax=200 mm。根據模型的對稱性，取1/4結構進行研究。
圖1 力學模型示意圖
問題分析：橡膠材料目前廣泛采用的是Mooney Rivlin本構模型，由橡膠的不可壓縮性得到泊松比約為μ= 0.5。
根據彈性模量E與剪切模量G的關系式
G=E/[2(1+μ)]，
從而得E=3G。
彈性模量及剪切模量與橡膠材料常數的關系可以表示為
G=2(C10+C01)，
E=6(C10+C01)。
不可壓縮參數
d=2(1-2μ)/(C10+C01)。
計算結果:壓縮位移0.2m對應的載荷為1395.05N，與K-J Bathe的1400.00N基本一致，比值為0.996。
橡膠圓柱變形形狀
位移-力歷程曲線
橡膠圓柱位移-力計算結果
參考ANSYS Help中 VM211 Rubber Cylinder Pressed Between Two Plates
1 Determined
from graphical results. See T.
展開 
ANSYS采用界面單元用于復合材料分層模擬時，如何判斷損傷起始和完全分離
ANSYS采用界面單元用于復合材料分層模擬時，如何判斷損傷起始和完全分離
。官網案例也沒有給出說明，缺乏相應的理論說明。
