纖維纏繞仿真
關(guān)注創(chuàng)建者：匿名 創(chuàng)建時(shí)間：2026-01-04
纖維纏繞仿真的視頻教程
ABAQUS-纖維纏繞模擬
本案例基于ABAQUS/Standard模擬了鋼纖維在軸上的纏繞過程，軸采用剛體面建模，纖維采用 B31 單元。定義了纖維材料彈性和塑性參數(shù)，給定軸的轉(zhuǎn)動(dòng)速度和移動(dòng)速度。軸參考點(diǎn)與纖維一端點(diǎn)建立 Beam connector，實(shí)現(xiàn)纖維在軸上的纏繞。
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儲(chǔ)氫氣瓶纖維纏繞軟件CADWIND與 Composicad對(duì)比
儲(chǔ)氫氣瓶纖維纏繞軟件CADWIND與 Composicad對(duì)比
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ANSYS纖維纏繞復(fù)合材料內(nèi)壓管道分析
通過本案例的學(xué)習(xí)，熟悉ANSYS分析復(fù)合材料的一般方法和步驟；熟悉SHELL181單元分析層狀復(fù)合材料的技術(shù)，掌握SHELL181單元設(shè)置及截面定義方法；熟悉復(fù)合材料結(jié)果后處理，掌握提取每一層分析結(jié)果的方法。
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纖維纏繞仿真的實(shí)例教程
在設(shè)計(jì)雙S彎噴管時(shí)，必須提前通過工藝設(shè)計(jì)仿真工具（CAD/CAM）創(chuàng)建準(zhǔn)確的纖維放置和纏繞軌跡。然而，對(duì)于非軸對(duì)稱的纏繞仿真，是相當(dāng)困難的。
Cadfil 有幾種不同的纏繞非標(biāo)準(zhǔn)幾何形狀的設(shè)計(jì)策略。因?yàn)殡pS彎噴管是一個(gè)復(fù)雜的管道（可變截面的多彎曲管），所以使用了基于相對(duì)彎曲脊柱生成的螺旋路徑的方法。這類似于相對(duì)軸線為直線的普通圓管的纏繞螺旋線。
關(guān)鍵詞：非軸對(duì)稱繞組仿真、纖維纏繞工藝仿真
在現(xiàn)代戰(zhàn)爭中，戰(zhàn)斗機(jī)、轟炸機(jī)和無人作戰(zhàn)飛行器 (UCAV) 的隱身技術(shù)是通過確保空中優(yōu)勢來決定戰(zhàn)爭勝負(fù)的重要因素。隱身是指一種避免被敵方雷達(dá)和紅外探測器探測到的技術(shù)。在紅外（IR）信號(hào)檢測的情況下，飛機(jī)本身的熱量，尤其是高溫的發(fā)動(dòng)機(jī)和后機(jī)身發(fā)出的熱量輻射量最大。
由于必須設(shè)計(jì)飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)噴嘴以實(shí)現(xiàn)紅外信號(hào)抑制，因此應(yīng)用了S形噴嘴（雙S彎噴管），以使發(fā)動(dòng)機(jī)的高溫部分不可見。此外，采用大縱橫比的出口形狀來降低廢氣羽流溫度的紅外特征（圖 1）。多層復(fù)合材料需滿足發(fā)動(dòng)機(jī)排氣噴嘴的功能和結(jié)構(gòu)要求。
圖1 (a) UCAV進(jìn)氣管（綠色）和排氣噴嘴（橙色）的3D草圖 (b) 3種不同幾何形狀的排氣噴嘴
(c) 應(yīng)用不同噴嘴后的紅外特征模擬結(jié)果
噴嘴的最內(nèi)層由碳纖維增強(qiáng)碳化硅 (C-SiC) 復(fù)合材料制成，具有出色的熱穩(wěn)定性和耐腐蝕性。最外層由碳纖維增強(qiáng)塑料 (CFRP) 組成，這是一種輕質(zhì)材料，可保持結(jié)構(gòu)強(qiáng)度以抵抗軸向推力和內(nèi)部壓力。最后，為了粘合和絕緣，在C-SiC和CFRP材料之間使用了陶瓷材料。
采用纖維纏繞技術(shù)的非軸對(duì)稱形狀
對(duì)于簡單的軸對(duì)稱噴嘴結(jié)構(gòu)（圓柱形/圓形噴嘴），可以使用纖維纏繞工藝，這比其他復(fù)合材料預(yù)成型工藝更便宜。另一方面，對(duì)于具有急彎的非圓柱形的飛機(jī)組件，使用纖維纏繞工藝是極具挑戰(zhàn)的。
展開 近期，庭田科技與某新媒體平臺(tái)達(dá)成合作，共同推廣和普及基于Cadfil軟件的儲(chǔ)氫高壓復(fù)合材料氣瓶纖維纏繞技術(shù)。為了讓更多行業(yè)內(nèi)人士了解并掌握這一技術(shù)，庭田科技將與某新媒體臺(tái)共同舉辦線上公開課。
1.3 課程內(nèi)容介紹
庭田科技邀請(qǐng)到了Cadfil軟件專家（高級(jí)攻城獅）為大家講解這一技術(shù)。在這次公開課中，Cadfil軟件專家將為大家詳細(xì)介紹IV型高壓儲(chǔ)氫氣瓶的結(jié)構(gòu)及應(yīng)用，以及如何利用Cadfil軟件進(jìn)行氣瓶纖維纏繞仿真。課程內(nèi)容將涵蓋以下幾個(gè)方面：
1）IV型高壓儲(chǔ)氫氣瓶的結(jié)構(gòu)與特點(diǎn)
2）纖維纏繞技術(shù)在儲(chǔ)氫氣瓶上的應(yīng)用
3）Cadfil纖維纏繞軟件的功能及應(yīng)用領(lǐng)域
4）基于Cadfil軟件的氣瓶纖維纏繞仿真實(shí)例演示
圖一 典型IV型高壓儲(chǔ)氣瓶結(jié)構(gòu)示意圖
1.4 課程收益與合作展望
參與這次線上公開課的企業(yè)和個(gè)人將在Cadfil軟件專家的指導(dǎo)下，學(xué)習(xí)到實(shí)用的纖維纏繞技術(shù)和Cadfil軟件操作技巧，深入了解纖維纏繞技術(shù)在高壓儲(chǔ)氫氣瓶制造中的關(guān)鍵作用，以及如何利用Cadfil軟件進(jìn)行高效、精確的纏繞仿真，更好地掌握IV型高壓儲(chǔ)氫氣瓶的設(shè)計(jì)與制造技巧，這將有助于提高企業(yè)在氫能產(chǎn)業(yè)的競爭力，為氫能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展提供強(qiáng)大技術(shù)支持。庭田科技與某新媒體平臺(tái)的合作預(yù)計(jì)將在未來進(jìn)一步擴(kuò)展，共同推動(dòng)氫能產(chǎn)業(yè)的創(chuàng)新與發(fā)展。
展開 在設(shè)計(jì)雙S彎噴管時(shí)，必須提前通過工藝設(shè)計(jì)仿真工具（CAD/CAM）創(chuàng)建準(zhǔn)確的纖維放置和纏繞軌跡。然而，對(duì)于非軸對(duì)稱的纏繞仿真，是相當(dāng)困難的。
Cadfil 有幾種不同的纏繞非標(biāo)準(zhǔn)幾何形狀的設(shè)計(jì)策略。因?yàn)殡pS彎噴管是一個(gè)復(fù)雜的管道（可變截面的多彎曲管），所以使用了基于相對(duì)彎曲脊柱生成的螺旋路徑的方法。這類似于相對(duì)軸線為直線的普通圓管的纏繞螺旋線。
關(guān)鍵詞：非軸對(duì)稱繞組仿真、纖維纏繞工藝仿真
基于隱形飛機(jī)噴氣式發(fā)動(dòng)機(jī)雙S彎噴管的纖維纏繞工藝
在現(xiàn)代戰(zhàn)爭中，戰(zhàn)斗機(jī)、轟炸機(jī)和無人作戰(zhàn)飛行器 (UCAV) 的隱身技術(shù)是通過確保空中優(yōu)勢來決定戰(zhàn)爭勝負(fù)的重要因素。隱身是指一種避免被敵方雷達(dá)和紅外探測器探測到的技術(shù)。在紅外（IR）信號(hào)檢測的情況下，飛機(jī)本身的熱量，尤其是高溫的發(fā)動(dòng)機(jī)和后機(jī)身發(fā)出的熱量輻射量最大。
由于必須設(shè)計(jì)飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)噴嘴以實(shí)現(xiàn)紅外信號(hào)抑制，因此應(yīng)用了S形噴嘴（雙S彎噴管），以使發(fā)動(dòng)機(jī)的高溫部分不可見。此外，采用大縱橫比的出口形狀來降低廢氣羽流溫度的紅外特征（圖 1）。多層復(fù)合材料需滿足發(fā)動(dòng)機(jī)排氣噴嘴的功能和結(jié)構(gòu)要求。
圖1 (a) UCAV進(jìn)氣管（綠色）和排氣噴嘴（橙色）的3D草圖 (b) 3種不同幾何形狀的排氣噴嘴
(c) 應(yīng)用不同噴嘴后的紅外特征模擬結(jié)果
噴嘴的最內(nèi)層由碳纖維增強(qiáng)碳化硅 (C-SiC) 復(fù)合材料制成，具有出色的熱穩(wěn)定性和耐腐蝕性。最外層由碳纖維增強(qiáng)塑料 (CFRP) 組成，這是一種輕質(zhì)材料，可保持結(jié)構(gòu)強(qiáng)度以抵抗軸向推力和內(nèi)部壓力。最后，為了粘合和絕緣，在C-SiC和CFRP材料之間使用了陶瓷材料。
采用纖維纏繞技術(shù)的非軸對(duì)稱形狀
對(duì)于簡單的軸對(duì)稱噴嘴結(jié)構(gòu)（圓柱形/圓形噴嘴），可以使用纖維纏繞工藝，這比其他復(fù)合材料預(yù)成型工藝更便宜。
展開 引言
纖維纏繞技術(shù)是將浸過樹脂膠液的連續(xù)纖維或布帶，按照一定規(guī)律纏繞到芯模上，然后固化、脫模獲得制品的工藝過程。根據(jù)纖維纏繞成型時(shí)樹脂基體的物理化學(xué)狀態(tài)不同，分為干法纏繞、濕法纏繞和半干法纏繞三種。三種纏繞方法中，以濕法纏繞應(yīng)用最為普遍；干法纏繞僅用于高性能、高精度的尖端技術(shù)領(lǐng)域。
我國的纖維纏繞技術(shù)歷經(jīng)半個(gè)多世紀(jì)的發(fā)展，從無到有、從小到大，伴隨著我國航空航天和國防事業(yè)的發(fā)展而不斷壯大。
2. 纖維纏繞技術(shù)的誕生
20世紀(jì)60年代初，根據(jù)國家軍工配套和國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展需要,哈爾濱玻璃鋼研究院有限公司（原哈爾濱玻璃鋼研究所）、北京玻鋼院復(fù)合材料有限公司（原北京251廠）分別開展了纖維纏繞技術(shù)的研究。
哈爾濱玻璃鋼研究院于1964年提出螺旋纖維纏繞基本規(guī)律（即切點(diǎn)法），并給出了這一規(guī)律的數(shù)學(xué)表達(dá)式，即纏繞速比計(jì)算；在國內(nèi)首次提出封頭曲面上的纖維軌跡位于一個(gè)平面內(nèi)，順利解決了封頭曲面纖維纏繞中心角的計(jì)算問題，為纏繞機(jī)的設(shè)計(jì)和工藝設(shè)計(jì)提供了理論依據(jù)，依據(jù)這個(gè)規(guī)律，哈玻院設(shè)計(jì)制造了機(jī)械式纏繞機(jī)，如圖1所示。利用這些設(shè)備,研制出若干類型壓力容器,實(shí)現(xiàn)了我國纖維纏繞工藝的機(jī)械化。同時(shí)，在纏繞制品的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、原材料選擇及防滲內(nèi)襯等工藝技術(shù)關(guān)鍵問題方面都取得了突破性進(jìn)展。北京玻鋼院復(fù)合材料有限公司1964年實(shí)現(xiàn)了標(biāo)準(zhǔn)線（當(dāng)時(shí)稱“北極星纏繞”）纏繞（即標(biāo)準(zhǔn)線法），歸納總結(jié)出纏繞規(guī)律的通用公式，建立了測地線纏繞規(guī)律運(yùn)動(dòng)方程，描述了一個(gè)線型中各量之間的關(guān)系。
到1965年，我國已完全掌握了螺旋纏繞的基本規(guī)律，實(shí)現(xiàn)了全機(jī)械化螺旋纏繞。中國纖維纏繞技術(shù)于20世紀(jì)60年代初正式誕生。
圖1 哈玻院研制的纏繞機(jī)
3. 纖維纏繞技術(shù)的發(fā)展
在20世紀(jì)70年代至90年代末的20多年間，我國對(duì)纖維纏繞技術(shù)進(jìn)行了全面研究。
展開 技術(shù)條件輸入: 1)確定壓力容器的尺寸;2)確定工作壓力;3) 確定爆破壓力; 4)確定使用年限;5)確定內(nèi)襯類型:鋁合金，塑 料;6)確定封頭極孔直徑;7)確定纖維類型:碳纖維，芳綸纖維, 玻璃纖維; 8)確定樹脂類型及含量;9)確定纏繞紗片寬度;以及其 他相關(guān)技術(shù)要求。 設(shè)計(jì)內(nèi)容:1)進(jìn)行封頭、容器強(qiáng)度及金屬接嘴的強(qiáng)度設(shè)計(jì);2) 在滿足強(qiáng)度的前提下，以質(zhì)量最輕為目標(biāo)，進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì);3)采用計(jì) 算機(jī)模擬氣瓶的承壓性能; 4)其他你認(rèn)為有益的設(shè)計(jì)內(nèi)容。
纖維纏繞仿真的相關(guān)專題、標(biāo)簽、搜索
纖維纏繞仿真的最新內(nèi)容
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Moldex3D仿真分析之表層纖維配向3個(gè)月前
隨著CAE分析技術(shù)的進(jìn)展，一個(gè)產(chǎn)品從設(shè)計(jì)到成型制程階段，生產(chǎn)者都能以更科學(xué)的方式找出問題的根源并改良設(shè)計(jì)，其中結(jié)構(gòu)分析往往是評(píng)估產(chǎn)品耐用度的關(guān)鍵。傳統(tǒng)的方法會(huì)將產(chǎn)品設(shè)計(jì)的模型套用一個(gè)等向性材料進(jìn)行模擬，然而這忽略了塑料加工的過程中，各個(gè)成型階段對(duì)產(chǎn)品造成的影響，也無法考慮在使用如含纖維塑料時(shí)的材料非等向性。
透過Moldex3D FEA接口，可以有效整合Moldex3D模流分析結(jié)果至其他結(jié)構(gòu)分析軟件
Moldex3D仿真分析之表層纖維配向4個(gè)月前
隨著CAE分析技術(shù)的進(jìn)展，一個(gè)產(chǎn)品從設(shè)計(jì)到成型制程階段，生產(chǎn)者都能以更科學(xué)的方式找出問題的根源并改良設(shè)計(jì)，其中結(jié)構(gòu)分析往往是評(píng)估產(chǎn)品耐用度的關(guān)鍵。傳統(tǒng)的方法會(huì)將產(chǎn)品設(shè)計(jì)的模型套用一個(gè)等向性材料進(jìn)行模擬，然而這忽略了塑料加工的過程中，各個(gè)成型階段對(duì)產(chǎn)品造成的影響，也無法考慮在使用如含纖維塑料時(shí)的材料非等向性。
透過Moldex3D FEA接口，可以有效整合Moldex3D模流分析結(jié)果至其他結(jié)構(gòu)分析軟件
大部份的情況下，因?yàn)樯涑龀尚团c結(jié)構(gòu)分析所用的網(wǎng)格類型和數(shù)目會(huì)有不同，故我們會(huì)將射出成型所預(yù)測出來的纖維排向映像到結(jié)構(gòu)分析的模型上。Digimat-MS支持使用者輸入已經(jīng)完成映像的纖維配向數(shù)據(jù)，或用戶可在Digimat-MS中可將射出成型的結(jié)果映像到結(jié)構(gòu)分析的模型上。此處示范在Digimat-MS中映像射出成型結(jié)果至結(jié)構(gòu)網(wǎng)格的流程。
1.加載射出成型模型
a)點(diǎn)擊 Define manufacturing
Abaqus纖維復(fù)合材料層合板多次落錘沖擊仿真模型7個(gè)月前
<p>Abaqus纖維復(fù)合材料層合板多次落錘沖擊仿真模型! 模擬過程采用hashin子程序！內(nèi)附 cae，inp文件及ODB文件！</p><p>不含<span style="color: rgb(25, 27, 31);">VUMAT子程序，</span></p><div contenteditable="false" width="100%">
<jsk id="C_Play60aa0e47aaa371f0b70e5017f0f80102
Abaqus纖維復(fù)合材料層合板多次落錘沖擊仿真模型7個(gè)月前
<p>Abaqus纖維復(fù)合材料層合板多次落錘沖擊仿真模型!</p><p>模擬過程采用hashin子程序，可贈(zèng)送復(fù)合材料層合板快速建模插件及蜂窩建模插件!</p><p>內(nèi)附VUMAT子程序，cae，inp文件及ODB文件。</p><div contenteditable="false" width="100%">
<jsk id="C_Play60aa0e47aaa371f0b70e5017f0f80102
在分析結(jié)果的呈現(xiàn)上，Moldex3D提供豐富的視覺效果幫助用戶更清楚地觀察各個(gè)結(jié)果項(xiàng)目。先前的版本中，粒子追蹤功能透過不同時(shí)間從定點(diǎn)釋放的粒子，顯示每個(gè)粒子當(dāng)下的位置與特定信息，如流動(dòng)長度、溫度等；現(xiàn)在，Moldex3D更進(jìn)一步將熔膠波前與粒子追蹤結(jié)果迭合，讓流動(dòng)行為的展示更為清晰。
Moldex3D大多數(shù)結(jié)果項(xiàng)是以模型上的色彩分布表示量值，而部分與方向相關(guān)的結(jié)果會(huì)以線段表示，例如速度向量或是纖維配向
Abaqus纖維復(fù)合材料層合板三點(diǎn)彎曲仿真模型!
模擬過程采用連續(xù)殼
內(nèi)附cae，inp文件及ODB文件，操作教學(xué)視頻
Abaqus纖維復(fù)合材料層合板拉伸仿真模型!
模擬過程采用連續(xù)殼
內(nèi)附cae，inp文件及ODB文件，操作教學(xué)視頻
