纖維取向分析的案例
ABAQUS中帶預制裂縫XFEM的纖維混凝土開裂-纖維帶取向度 ￥300
、水平定向纖維、垂直定向纖維和一定取向度纖維。
考慮纖維隨機取向的復合材料漸進損傷分析在abaqus中umat子程序的實現
目前針對復合材料的分析中，絕大部分并未考慮材料隨機性對仿真結果的影響。鑒于此，本文通過Umat子程序將材料隨機性引入復合材料的漸進損傷分析中，對比了不同的隨機分布對仿真結果的影響。
本文的仿真對象為一種短切纖維復合材料(芳綸紙)，主要從宏觀的角度研究了短纖維取向隨機性對計算結果的影響。
材料的隨機性一般可以認為服從正態分布或者weibull分布。正態分布可以通過Box-Muller算法實現。Box-Muller算法是通過服從均勻分布的隨機變量，來構建服從正態分布隨機變量的一種方法。具體實現方法為：選取兩個服從
[0,1]
上均勻分布的隨機變
量
U
1
、
U
2
，
X
、
Y
滿足
則
X
與
Y
服從均值為0，方差為
1
的正態分布。
通過上述算法，可以在Fortran中生成纖維取向在[0,90]之間服從正態分布的隨機數，以下為部分代碼
Fortran中生成服從Weibull分布隨機數的方法可以參照文獻[1]。
復合材料的損傷萌生準則和損傷演化準則可以參考https://www.yqgqt.org.cn/content/post/1260993。與之不同的是由于芳綸紙厚度很小，本文中只考慮了材料的面內損傷行為。
以下各圖為仿真得到的結果
圖 1 纖維取向的隨機分布示意圖
圖 2 正態分布直方圖
圖 3 材料中彌散性損傷的演化過程
圖 4 不同取向分布下的載荷位移曲線
通過上述結果可以發現隨機性的引入會明顯影響數值仿真的結果，需要恰當考慮材料的隨機性。
展開 柔性再生碳纖維濕法取向仿真模擬及其復合材料性能研究
TIMBRELL 等[6]在纖維表面涂覆鐵粒子來制備得到磁性纖維，通過加入磁場實現纖維的取向排列；VAYAKARNAM 等[7]采用電場法對纖維進行取向，為了增強纖維的導電性在纖維表面涂覆導電材料，利用電場力的作用改變纖維的排列方向，其制備得到的取向纖維氈沿取向方向±20°內只有 70%左右的纖維。BAGG 等[8]通過濕法取向技術，使用高黏度分散介質對回收碳纖維進行分散處理，利用纖維溶液通過漸縮取向噴頭時形成的剪切力改變纖維排列方向，提高了取向纖維氈的制備效率，制備的纖維氈沿取向方向±15°內有 90%的纖維；BRISTOL 大學[9]開發了一種獨特的高性能非連續纖維排列方法，利用懸浮在非常稀薄的低黏度液體中纖維的動量變化來實現高質量的纖維對齊，成功生產出 67%的纖維排列在±3°范圍內的拉伸試樣；HUAN 等[10]讓纖維懸浮液在重力作用下通過狹縫，狹縫壁區域產生的剪切流使纖維旋轉至與流體流動方向一致，從而使制備的取向纖維氈中有 83.5%的纖維排列在±10°范圍內。
相關研究表明，濕法取向技術制備的纖維取向氈有較高的取向度。但是，由于纖維直徑小(5～10 μm)，實驗所用的纖維通常為短切纖維，其在流場中運動時的形態演化規律不清晰，難以觀察纖維在流場中的取向變化。使用仿真工具能夠直觀呈現出纖維在流場內的運動規律。HE[11]采用了光滑粒子流體動力學模擬方法，針對剛性短纖維增強聚合物復合材料的三維注射成型流動，研究了注射成型過程中的填充細節和纖維取向；WU 等[12]提出了基于平滑粒子動力學和離散單元法耦合的綜合粒子方法來預測離散短纖維的注射成型過程；周大鵬等[13]利用 EDEM-Fluent 耦合模型對噴砂噴嘴內氣固兩相的運動狀態進行模擬，分析了噴嘴收縮角、喉部半徑等因素對噴砂量的影響規律。
展開 俄羅斯方塊式堆砌工藝調控碳纖維骨架的取向以實現高效散熱
來源 | Nano-Micro Letters
01
背景介紹
為實現我國2030年二氧化碳排放達峰和2060年碳中和的目標，包括電動汽車和混合瀝青基碳纖維具有優異的軸向導熱性能，如何使其軸向方向沿所需傳熱方向取向排布是制備滿足電子設備高效散熱需求的高導熱墊片的關鍵。雖然已有大量研究報道了各種方法來制備纖維取向的導熱復合材料，但是這些方法大多需要特殊的設備或者裁切后處理。本文提出了一種簡單、高效的俄羅斯方塊式堆砌工藝來取向碳纖維，經碳化處理后制備了三種不同取向方向的碳纖維定向骨架。浸漬硅橡膠后，所得制得的復合材料在纖維排列方向上展現出了優異的導熱性能，導熱系數最高達到45.01 Wm-1K-1。此外，基于碳纖維導熱性能的高各向異性，通過多次堆砌將不同取向方向的碳纖維進行組合，制備了魚骨狀的碳纖維骨架，實現了對傳熱路徑的調控。
02
成果掠影
近期，四川大學吳宏教授和郭少云教授團隊利用碳纖維各向異性的抗磁性，以一種簡單、高效的俄羅斯方塊式堆砌工藝和碳化處理制備了三種的碳纖維定向骨架。該團隊通過調控碳纖維含量、磁場方向和初始堆砌密度，骨架的厚度（0.5-1 mm）和取向方向（水平、對角和垂直）均可調控。由于定向排布的碳纖維形成了高效的聲子傳輸通路，浸漬硅橡膠后所制得的復合材料在纖維排列方向上展現出了優異的導熱性能，導熱系數最高達到45W m?1K?1。此外，基于碳纖維導熱性能的高各向異性，通過多次堆砌將不同取向方向的碳纖維進行組合，制備了魚骨狀的碳纖維骨架，實現了對傳熱路徑的調控。這種厚度和方向可調、可浸漬任何基體的碳纖維骨架制備工藝為高導熱墊片的制備提供了新的思路。
展開 
moldflow的介紹
VH { `O3@M2O ap.bR~
3.分析功能簡介仿真分
注塑流動模擬MPI的流動分析模擬了塑料熔體在整個注塑過程中的流動情況，確保用戶獲得高質量的制件。使用流動分析用戶可以優化澆口位置和加工參數、預測制件可能出現的缺陷、自動確定取得流動平衡的流道系統尺寸。
冷卻模擬注塑和保壓過程得到了優化后，可以進行冷卻系統造型：包括流道、模具外形、鑲塊等，并進行冷卻分析。
結構模擬MPI的翹曲分析可以預測塑料制件的收縮和翹曲。可以使用線性和非線性方法來精確預測翹曲的變形量，并指出引起翹曲的主因。MPI的模內殘余應力修正算法(CRIMS)使用戶可以精確分析Moldflow數據庫中500種材料的翹曲情況。MPI應力分析功能可以分析塑件的在外力狀態下的結構性能，它提供一個線性分析方法在概念設計階段，快速預測制件是否符合設計的結構要求。采用非線性方法來確定由于外載荷而導致的永久變形。
纖維取向分析塑料的纖維取向對注塑制件的機械和結構性能有著重大影響，MPI先進的可視化工具使客戶可以清晰的看到纖維取向在制件的各個部位的分布，從而獲得制件的剛度信息。
注塑參數優化MPI的注塑工藝優化功能對于每一特定制件，自動的確定其最優加工工藝參數和注塑機參數。它的分析結果可以作為MPX的輸入參數使試模快捷高效。
氣輔工藝模擬使用MPI可以模擬體積控制和壓力控制氣輔工藝。它首先模擬聚合物在模具中的流動，然后模擬氣體在型腔內的穿透情況。
熱固性材料注塑模擬MPI提供工具進行熱固性塑料成型的模擬：如注塑成型、IC卡成型、樹脂模塑成型、BMC材料模塑成型和反應注塑成型等。
展開 利用abaqus可以分析力的取向么？
有高人做過么 指點下……補充：我是剛接觸……
COMSOL多晶體Voronoi泰森多邊形晶體取向力學分析
多晶材料幾何模型模型構建采用的CAD Voronoi V2.3版本，可分圖層對晶格進行繪制，分別導入有限元軟件后實現三種晶體取向的差異性。
將構建好的Voronoi多晶體幾何模型文件導入到COMSOL內，構建好晶體結構模型后，進行材料賦值操作，這里采用了三種不同的晶格材料＋一種晶格邊界。
這四種材料楊氏模量E的關系為：晶格邊界<<藍色<<黃色<灰色，其中藍色材料的楊氏模量比黃色小一個數量級，黃色比灰色小一倍，由此來區分不同晶格取向上的力學性能的差異。
對Voronoi晶體模型進行網格劃分后，進行簡單的單軸壓縮模擬，并生成應力分布圖。
通過應力圖可以看出，應力大的位置主要出現在楊氏模量更大的灰色晶格上，這與一般的力學常識相一致。同時可發現較大的晶格邊界應力，這將導致晶格間的劈裂。
同時進行同取向晶體單一材料模擬對比分析，應力圖如下：
同材料Voronoi晶體的軸壓試驗中，不同晶格之間的應力無明顯差異性，無晶格取向的晶體力學性能更趨向于各項同性材料，因此多晶結構的差異主要在于晶體取向的不同。
展開 塑料制品的模具設計知識
使他們致力于CAE分析和優化。對于薄壁實體，MPI的FUSION模塊基于Moldflow的獨家專利的DaulDomain分析技術，使用戶可以直接進行薄壁實體模型分析。這將原來需要幾小時甚至幾天的建模工作縮短為幾分鐘，無需進行中型面網格的生成和修改。FUSION可以直接從塑件顧問中讀取模型而進行進一步的分析。
對于厚壁實體Moldflow的MPI/Flow3D、和MPI/Cool3D模塊采用全三維的自適應網格進行全三維分析。
這三種方法提供了最廣泛的幾何設計模型的集成，是其它軟件難以匹敵的。
c.分析功能簡介
注塑流動模擬MPI的流動分析模擬了塑料熔體在整個注塑過程中的流動情況，確保用戶獲得高質量的制件。使用流動分析用戶可以優化澆口位置和加工參數、預測制件可能出現的缺陷、自動確定取得流動平衡的流道系統尺寸。
冷卻模擬注塑和保壓過程得到了優化后，可以進行冷卻系統造型：包括流道、模具外形、鑲塊等，并進行冷卻分析。
結構模擬MPI的翹曲分析可以預測塑料制件的收縮和翹曲。可以使用線性和非線性方法來精確預測翹曲的變形量，并指出引起翹曲的主因。MPI的模內殘余應力修正算法(CRIMS)使用戶可以精確分析Moldflow數據庫中4500種材料的翹曲情況。MPI應力分析功能可以分析塑件的在外力狀態下的結構性能，它提供一個線性分析方法在概念設計階段，快速預測制件是否符合設計的結構要求。采用非線性方法來確定由于外載荷而導致的永久變形。
纖維取向分析塑料的纖維取向對注塑制件的機械和結構性能有著重大影響，MPI先進的可視化工具使客戶可以清晰的看到纖維取向在制件的各個部位的分布，從而獲得制件的剛度信息。
注塑參數優化MPI的注塑工藝優化功能對于每一特定制件，自動的確定其最優加工工藝參數和注塑機參數。它的分析結果可以作為MPX的輸入參數使試模快捷高效。
展開 ABAQUS—鋼纖維梁四點彎，鋼纖維柱滯回分析
</p><p><br></p><p><strong>二、鋼纖維柱滯回分析數值分析</strong></p><p>模型建立如下：</p><p class="ql-align-center"><img src="https://img.jishulink.com/202101/imgs/f47ddefcf33e40de94d4a45ef9f909f4"></p><p>相較于普通混凝土柱子，在柱底1/3添加鋼纖維的柱子，承載力有所增大。</p><p><br></p><p><strong style="color: rgb(68, 68, 68);">公眾號：結構工程師</strong></p><p class="ql-align-center"><strong style="color: rgb(68, 68, 68);">可掃碼關注公眾號</strong></p><p class="ql-align-center"><img src="https://img.jishulink.com/202101/imgs/19251955ff21433085613abe7925fb79"></p><p><br></p>
展開 MOLDFLOW產品的全面介紹
結構模擬MPI的翹曲分析可以預測塑料制件的收縮和翹曲。可以使用線性和非線性方法來精確預測翹曲的變形量，并指出引起翹曲的主因。MPI的模內殘余應力修正算法(CRIMS)使用戶可以精確分析Moldflow數據庫中500種材料的翹曲情況。MPI應力分析功能可以分析塑件的在外力狀態下的結構性能，它提供一個線性分析方法在概念設計階段，快速預測制件是否符合設計的結構要求。采用非線性方法來確定由于外載荷而導致的永久變形。
纖維取向分析塑料的纖維取向對注塑制件的機械和結構性能有著重大影響，MPI先進的可視化工具使客戶可以清晰的看到纖維取向在制件的各個部位的分布，從而獲得制件的剛度信息。
注塑參數優化MPI的注塑工藝優化功能對于每一特定制件，自動的確定其最優加工工藝參數和注塑機參數。它的分析結果可以作為MPX的輸入參數使試模快捷高效。
氣輔工藝模擬使用MPI可以模擬體積控制和壓力控制氣輔工藝。它首先模擬聚合物在模具中的流動，然后模擬氣體在型腔內的穿透情況。
熱固性材料注塑模擬MPI提供工具進行熱固性塑料成型的模擬：如注塑成型、IC卡成型、樹脂模塑成型、BMC材料模塑成型和反應注塑成型等。
3、Moldflow Plastic Xpert (MPX－Moldflow注塑專家)
MPX是專門為優化注塑生產過程而設計的。MPX提供非常實用的功能如自動試模、工藝優化、制件質量的自動監控和調整。它用系統化的技術取代了傳統的試模并消除了因生產條件的不穩定而導致的廢品。
MPX直接與注塑機控制器相連，進行工藝優化和監控，滿足了注塑生產的要求。現在工藝工程師和試模人員可以系統化地進行試模，找到一個優化工藝條件窗口并實現生產過程的實時監控。MPX提供給注塑機操作人員一個簡單的、直觀的界面。不必針對不同的注塑機對操作人員進行培訓。MPX提供實時反饋實現及時的手工或自動工藝調整。
展開 Moldex3D模流分析之纖維分析模塊Fiber
為什么使用纖維分析?
纖維增強塑料(FRP)已是工業中被廣泛應用的主要材料，其可在重量變化很小的情況下增強塑料的熱和機械性能。其中，纖維長度、纖維排向及纖維濃度對這些性質具有很大的影響。藉由提高纖維長度可以大大提高部件強度；同時在成型過程中，由流動剪切引起的纖維排向將導致塑料的非等向性質。因此為了保持產品質量的穩定性，纖維長度和排向的預測對于協助用戶獲得優質設計和成型條件變得非常重要。
Moldex3D纖維模塊提供了準確和詳細的3D纖維排向仿真，可幫助用戶控制纖維增強部件的非等向性收縮。而由纖維排向引起的機械性能差異也可以藉由Moldex3D纖維模塊之可視化和分析來進行翹曲預測。憑借其準確的纖維排向和非等向性收縮預測，可以實現翹曲控制、降低成本和提高強度之目的。
展開 
Moldex3D模流分析之纖維排向進階分析
顯示塑料當下的纖維配向向量分布情形1/3 代表配向為隨機 (random) 配向；1 代表纖維被100%配向.配向值越高代表纖維被流場在該方向配向的程度越高。纖維的排向會被充填時的流動所影響，較高的配向會使纖維排列方向的強度提升更多。纖維配向結果可以介由計算參數的纖維配向分析選項來啟用 (請參考纖維分析章節于進階分析)。
纖維排向在X方向
塑料在充填/保壓結束時纖維排向的X方向分量。
纖維排向在Y方向
塑料在充填/保壓結束時纖維排向的Y方向分量。
纖維排向在Z方向
塑料在充填/保壓結束時纖維排向的Z方向分量。
纖維配向
纖維配項結果顯示主要纖維指向的配向分布，也因此其最小值為隨機數配向的1/3。
顯示塑料當下的表層纖維配向分布情形一般而言此配向值因為靠近模壁高剪切流動區，因此被流場剪切配向的情形較為明顯。
當融膠進入噴嘴,流道與閘口，高剪切應力很容易造成纖維斷裂。如需此結果項，請至計算參數的進階流動設定。
平均纖維長度(依數量)
在一空間區域內顯示的預測數值表示纖維斷裂后平均長度 (依照纖維的數量作為權重)。
平均纖維長度(依重量)
在一空間區域內顯示的預測數值表示纖維斷裂后平均長度 (依照纖維的重量作為權重)。
纖維濃度結果顯示了纖維濃度在塑件中的分布。適量的的含有纖維能夠加強成品的結構強度。但是過度不均勻的纖維濃度分布，會導致翹曲或表外觀的瑕疵。如需輸出纖維濃度結果，請在進階計算參數中啟用纖維濃度的計算。
纖維濃度(體積百分比)
纖維濃度(體積百分比) 結果將纖維濃度以體積百分比表示。
纖維濃度(重量百分比)
纖維濃度(重量百分比) 結果將纖維濃度以重量百分比表示。
射出成型塑件的表面質量會受到塑件中，可利用顏色強度作評估。當薄片充填物的排向分布不均勻，連帶會導致塑件成品表面質量不均勻。
展開 Moldex3D模流分析之SYNC for SOLIDWORKS的纖維配向分析
纖維 (Fiber)
Moldex3D 纖維配向分析模塊協助預測纖維強化材料的纖維配向、塑件翹曲及非等向性機械性質結果。此模塊支持
-計算短與長纖維強化熱塑性材料（FRTP）的纖維配向。
-修正射出成型FRTP塑件的非等向性收縮與機械特性。
-鏈接Moldex3D翹曲分析模塊，計算FRTP塑件的三維翹曲結果
1. 纖維功能導覽 (Fiber Function Overview)
纖維分析 與 流動(Flow)、保壓(Pack) 和 翹曲(Warp) 模塊結合。由于流動的結果，纖維效應會對翹曲產生很大影響；但是，使用者需要專用的授權代碼來執行纖維分析。
Moldex3D纖維配向分析模塊使用 Folgar-Tucker 模型及其對長纖維的修正式來計算纖維配向。Moldex3D 材料精靈提供適合的材料參數以產生準確的分析結果。在材料類別（material grade）的分層結構中，材料類別項目旁的標示此材料為纖維添加塑料。并且，透過將該材料加入至用戶數據庫，則能修改纖維相關的參數值。
Moldex3D的纖維配向計算是在整個充填和包壓的過程中使用 Folgar-Tucker 方程式來完成的。因此必須與流動和保壓分析一起執行，以準確模擬纖維配向的流動歷程。此外，考慮纖維配向的模擬分析會需要較長的計算時間。
? 纖維配向的定義 (Definition of Fiber Orientation)
單一纖維的配向向量定義為p，其機率函數為Ψ(θ, ?)，而一條纖維出現于(θ, ?)與(θ+dθ, ?+d?)之間的機率為Ψ(θ, ?)sin(θ)dθd?。
展開 Moldex3D模流分析之纖維配向分析模組
纖維配向分析簡介
纖維強化塑料（Fiber Reinforced Plastics，FRP）因其優秀的機械性質、高強度重量比、高耐腐蝕性及高抗蠕變性，被廣泛使用為主要材料。纖維強化塑料產品的機械性質取決于纖維長度與配向，而長纖維的長度在成型時易被剪斷。此外，配向程度會造成纖維機械性質之非等向性。射出成型過程中，因流場與固化層的影響，靠近模壁的纖維會沿著流動方向排列，而遠離模壁的纖維則會與流動方向垂直。由于纖維強化塑料產品因外部負載而產生的變形、斷裂及極限強度相當難以預測，因此，設計者在考慮選用纖維強化塑料時，在產品設計上會受到一定的局限。
纖維配向的示意圖
Moldex3D纖維配向分析模塊功能導覽
Moldex3D纖維配向分析模塊協助預測纖維強化材料的纖維配向、塑件翹曲及非等向性機械性質結果。此模塊支持：
1.計算短與長纖維強化熱塑性材料（FRTP）的纖維配向。
2.修正射出成型FRTP塑件的非等向性收縮與機械特性。
3.鏈接Moldex3D翹曲分析模塊，計算FRTP塑件的三維翹曲結果。
Moldex3D將纖維配向分析整合至充填、保壓及翹曲分析模塊，在充填階段纖的維配向效應將對翹曲結果有非常重要的影響。
注意：執行纖維配向分析需要其專屬的授權。此外，Moldex3D纖維配向分析模塊支持所有Solid、Shell及eDesign網格模型。
Moldex3D纖維配向分析模塊使用Folgar-Tucker模型及其對長纖維的修正式來計算纖維配向。Moldex3D材料精靈提供適合的材料參數以產生準確的分析結果。在材料類別（material grade）的分層結構中，材料類別項目旁的標示此材料為纖維添加塑料。并且，透過將該材料加入至用戶數據庫，則能修改纖維相關的參數值。
1.
展開 碳纖維汽車輪轂的剛度和強度分析 ￥19.89
碳纖維汽車輪轂的剛度和強度分析
碳纖維汽車輪轂的剛度和強度分析
摘 要
輪轂是汽車的核心組成部分，它位于汽車的前端，負責傳遞汽油的動能。它既能夠抵抗汽油的沖擊，也能夠應對汽油的流動，以保證汽油的流動性。由于輪轂的復雜的受力環境和不規則的外觀，使得對其進行深入的研究變得極具挑戰。因此，采取有效的方法，如進行模態分析，不僅能夠更好地評估其強度和振動特征，而且還能夠有效地檢測出其設計的正確性。模態分析可以幫助我們更好地理解和分析機械結構的運行情況，從而更準確地估算出其受到外界環境影響時的反饋，從而更好地控制和優化其運行。
在這篇文章中，我們將對特殊的汽車輪轂進行有限元分析，并使用ABAQUS軟件來評價它們的結構穩固性。我們還將對它們的模態分析進行評價，并確保它們的6級模態和振動特征都能夠滿足預期的要求。這將有助于我們對這種特殊的輪轂的更好研究和優化。
展開 