沖擊后壓縮強度仿真的案例
纖維復合材料加筋壁板沖擊后壓縮計算剩余強度 ￥39
纖維復合材料加筋壁板沖擊后壓縮計算剩余強度，采用連續殼單元，內附cae，inp及ODB文件
聚合物基復合材料沖擊后壓縮強度（CAI）測試標準解讀及主要挑戰分析
在航空航天、新能源汽車、風電等高端制造領域，纖維增強聚合物基復合材料憑借高比強度、高比模量、輕量化等優異特性，成為推動產業升級的核心材料。但這類材料存在一個關鍵短板——對沖擊損傷異常敏感：微小的面外沖擊（如冰雹撞擊、工具墜落、碎石撞擊），就可能在材料內部造成分層、基體裂紋等難以目視察覺的損傷，進而大幅降低其承載能力，嚴重威脅結構安全。
在此背景下，“沖擊后壓縮”（Compression After Impact, CAI）性能測試，成為復合材料研發、質量控制、選型決策中不可或缺的核心環節，更是連接實驗室標準與市場實際應用的關鍵橋梁。
Background
什么是CAI測試？
很多人將CAI測試誤解為單一的沖擊實驗，實則不然——它是一套完整的系統性能評估流程，核心目的是模擬復合材料在實際服役中“遭遇低能量沖擊后繼續承載”的嚴峻工況，精準考核材料受損后的剩余壓縮強度。
其測試邏輯可概括為兩步：
第一步，通過標準化的落錘沖擊或準靜態壓痕方法，在復合材料層合板試樣上引入可控、可重復的損傷，模擬實際使用中可能遇到的沖擊場景；
第二步，將已產生損傷的試樣固定在專用支撐夾具中，進行壓縮試驗直至失效，最終測定其壓縮殘余強度，以此判斷材料在受損后的結構可靠性。簡單來說，CAI測試就是給復合材料做“抗沖擊后的耐力測試”，直接決定材料能否在復雜工況下安全服役。
Standard
檢測標準解讀
當前，業界普遍遵循ASTM D7136（落錘沖擊）與D7137（壓縮殘余強度）標準體系。這些標準詳細規定了從試樣制備、沖擊引入到最終壓縮測試的全過程。
1. 核心試樣
標準推薦針對厚度為4.0至6.0毫米,建議厚度為5mm的層合板進行測試，鋪層方式對結果有決定性影響。
展開 復合材料沖擊后壓縮強度（CAI）測試關鍵要點，確保天舟貨運飛船飛行安全性
材料特性的基本表征包括在不同的載荷條件下進行一系列試驗——拉伸、壓縮、剪切和彎曲。復合材料具有各向異性（即力學性能取決于方向）和不均勻性（即材料成分不均勻，如增強纖維與樹脂基體）。對于關鍵的復合材料應用，通常需要進行其他更復雜的試驗來確定材料在使用條件下以及在典型環境中的耐久性。比如，評估航空航天工業復合材料沖擊后壓縮（CAI）試驗、風能行業疲勞載荷以及汽車碰撞防護的高速拉伸試驗都很重要。
CAI的含義
CAI（沖擊后壓縮強度）實際上有兩種含義：
1） 評定含損傷時的材料性能指標；
2） 復合材料層壓板受沖擊產生損傷后的壓縮強度。前者一定是對特定的層壓板，在特定條件下得到的含沖擊損傷層壓板的壓縮強度；而后者可以是任意的層壓板（包括結構）在壓縮載荷下的壓縮剩余強度；
由于CAI值不僅用于評定材料性能的指標，同時也是用于結構設計確定設計值的基礎，因此纖維增強復合材料的CAI值測試越來越重要，隨著人們對CAI值不斷的理解和深入，由初始僅作為評定樹脂增韌的標準，到目前已用于從材料研制擴展到為結構設計等提供有關損傷容限能力的知識數據需求。
CAI測試標準及注意事項
常用的測試標準為ASTM D7137/D7137M、ASTM D7136/D7136M、ISO 18352，試驗機的同軸度、夾具的選擇以及壓盤的平行度都會對測試結果產生較大影響。
展開 ABAQUS導入初始場變量（預定義場）多次低速沖擊以及沖擊后壓縮 ￥38
ABAQUS導入初始場變量（預定義場）
通常利用ABAQUS計算時，需要多步驟分析，例如計算多次低速沖擊以及沖擊后壓縮等，下面詳細描述利用數據傳遞方法進行多步驟分析。（建議購買視頻，視頻內包含此帖子）
導入效果圖如下：
導入的損傷云圖
導入的應力場
導入的位移場
分層損傷的導入
1. 計算完成后，新建一個ABAQUS 窗口，切記與上一步計算的ODB文件在同一個文件夾下，導入Part部件
Abaqus纖維金屬層合板沖擊后壓縮試驗！（glare板） ￥99
Abaqus纖維金屬層合板沖擊后壓縮試驗！（glare板）
已實現層合板斷裂，且已解決網格畸變問題，層間內插cohesive單元，補片與母體間采用cohesive膠接，模型采用hashin失效準則
內附有cae，inp，Vumat 子程序
可贈送快速建模插件!
可贈送收集的纖維復合材料相關學習資料，特別適合初學者！
復合材料沖擊后壓縮CAI 綜述文獻（不斷更新）
復合材料沖擊后壓縮CAI 的文獻，我認為總結比較好的文章，分享給大家
[1] Khathyri Fatima, ElkiheL Bachir, Delaunois Fabienn. Review of damages prediction in a composite material at low velocity impact Global Journal of Engineering and Technology Advances, 01 (01) (2019) 027–42.
REF1.pdf
[2] Raffael Bogenfeld, Janko Kreikemeier, Tobias Wille. Review and benchmark study on the analysis of low-velocity impact on composite laminates. Engineering Failure Analysis, 86 (2018) 72-99.
Ref2.pdf
[3] Youhong Tang, Lin Ye, Zhong Zhang, Klaus Friedrich. Interlaminar fracture toughness and CAI strength of fibre-reinforced composites with nanoparticles – A review. Composites Science and Technology, 86 (2013) 26-37.
ref3.pdf
展開 Abaqus纖維復合材料層合板沖擊后壓縮試驗 ￥99
Abaqus纖維復合材料層合板沖擊后壓縮試驗！已實現層合板斷裂，且已解決網格畸變問題，層間內插cohesive單元，補片與母體間采用cohesive膠接，模型采用puck失效準則；內附有cae，inp，puck Vumat 子程序；可贈送快速建模插件! 自做模型！
Abaqus纖維復合材料層合板沖擊后壓縮試驗 ￥30
Abaqus纖維復合材料層合板沖擊后壓縮試驗！已實現層合板斷裂，且已解決網格畸變問題，層間內插cohesive單元，補片與母體間采用cohesive膠接，模型采用puck失效準則；內附有cae，inp文件，不包含vumat子程序，僅做建模學習使用，適合初學者! 自做模型
基于Lsdyna的沖擊仿真中零件預壓縮變形的設置求解 ￥5
初始預緊力/應力的施加有多種方法，這里是針對接觸零件之間靠自身的壓縮變形來產生預緊力/應力的情況，如軸孔之間的過盈配合、起到彈性/緩沖作用的零件(材料)初始擠壓變形、常規結構件之間的初始擠壓變形(如彈簧片，相當壓縮彈簧的作用)。
在幾何/有限元建模過程中，這些位置在幾何上/網格上是干涉的，在仿真計算中需要模擬出零件之間的預壓縮狀態。本文給出的簡單案例是基于lsdyna軟件進行沖擊動力學仿真計算，模擬了初始狀態下零件之間的預壓縮變形。
通過本案例，您將掌握以下內容：
沖擊動力學中兩種求解預壓縮變形的計算方法（隱式轉顯式求解方法、動力松弛轉顯式求解方法，求解、輸出控制卡片參數詳細設置，詳見k文件）
接觸卡片<*CONTACT_SURFACE_TO_SURFACE_INTERFERENCE>的用法及注意點說明
兩種計算方法下有限元建模時的注意事項
計算結果的解釋及方法使用建議
計算模型及邊界條件示意圖(未施加其他載荷，顯式計算時長設為5ms)：
1) 隱式轉顯式求解方法計算結果：
2) 動力松弛轉顯式求解方法計算結果：
展開 定常不可壓縮后臺階湍流FLUENT仿真 ￥299
經過一段距離后，流場中開始出現較小的混沌振動，流動開始轉變為湍流，并最終完全轉變為湍流。
以后臺階湍流為例，研究FLUENT中提供的湍流模型計算結果與實驗數據對比，說明湍流仿真中的注意事項。
網格模型
充分發展湍流入口速度分布，以udf形式給定
速度分布
壁面摩擦系數，仿真計算結果對比
收費文件列表
MSC／PATRAN、DYTRAN軟件在機電產品結構件抗沖擊強度仿真分析中的應用
應用ＭＳＣ／ＰＡＴＲＡＮ有限元前后處理軟件和ＭＳＣ．ＤＹＴＲＡＮ瞬態非線性有限元分析軟件， 在沖擊載荷情況下對繼電器及電子組件外殼進行有限元建模與強度分析，了解該結構件動態響應 過程，研究其應力分布，驗證及優化結構設計
MSC／PATRAN、DYTRAN軟件在機電產品結構件抗沖擊強度仿真分析中的應用.pdf
計算機仿真分析預測，將人造骨骼植入患者體內，經過數十年的磨損、沖擊后，到底會不會老化損壞
通過外科手術將人造骨骼植入人體內，替代原來的生物骨骼，被認為是新科技帶了的醫療福音，但是，當這些人造骨骼在患者身體內長期服役，受到持續十年以上的磨損、沖擊以后，它們會不會老化、變形，甚至損壞，這就不僅僅是一次外科手術的問題，通過工程仿真模擬技術，可以探尋這一問題的答案。比如，越來越多運動員由于長期勞損，需要植入人造髖關節，醫生和工程師們可以使用CAE工程仿真軟件，對從陶瓷到金屬合金的各種人造骨骼材料進行數字化仿真測試，分析預測包括磨損、沖擊和振動在內的各種性能變化，并設計出最佳的個性化方案。
髖關節假體的機械應力
仿真軟件已經被越來越多用于各種醫療器械的設計開發，以確保醫療設備的安全使用，有助于提高醫療設備的可靠性，包括那些需要組裝的設備。
然而，對于涉及到人造髖關節的外科醫生來說，仿真可以集中在人造股骨頭和它所占據的腔體的微觀分離上。在長期連續使用時，該結構可能導致沖擊，增加人造骨骼的磨損。
髖關節假肢極端負荷的仿真模擬測試
首先，人體骨骼的特點在于其形狀的復雜性和不規則性，難以用確切的數學方程進行描述，使用仿真軟件對骨骼和肌肉的三維幾何和材料參數進行數字化建模，研究包括在極端意外載荷下模擬人造骨骼的運動和受力。比如，模擬在9ms內的瞬間，骨骼受到9千牛頓沖擊力后的影響。如果患者從一個很高的高度墜落，如一段樓梯，就會看到類似的負荷狀態。仿真計算結果，準確地預測了接觸區域和股骨頭與腔體的分離。
其次，仿真軟件能夠預測人造骨骼在意外事故中的變形和結構損傷，這一結果可以用來優化人造骨骼的設計結構，增強其對抗意外負荷的抵抗力，保證其能夠長期在人體內正常工作。
仿真技術在醫療行業中的應用前景廣闊
過去幾十年，仿真軟件已經證明了它在汽車、航空航天、能源和電子行業的巨大價值。
展開 