鋪層建模的案例
一種基于PLY復(fù)合材料鋪層快速建模方法 ￥50
碳纖維復(fù)合材料鋪層建模是仿真重點(diǎn)，現(xiàn)有的碳纖維復(fù)合材料鋪層建模方法為：對結(jié)構(gòu)件的三維模型抽取中面，對中面劃分2D網(wǎng)格，基于網(wǎng)格定義鋪疊方向和材料方向，按照鋪層設(shè)計進(jìn)行層合板建模，其中基于ply建模方法需要人工的方式逐層定義鋪層區(qū)域，材料以及鋪層方向，最終得到有限元模型。需要在創(chuàng)建中定義形狀，有多少實(shí)際的物理單層，即要建立多少不同的ply，現(xiàn)有建模方法不僅需要耗費(fèi)大量的人力，而且建模過程時間長，建模效率低下，容易產(chǎn)生錯誤。
本文提供一種有限元建模方法，用以解決現(xiàn)有鋪層建模方法需要耗費(fèi)大量的人力，建模過程用時長，建模效率低下的問題。
展開 任意鋪層角度UD層合板纖維尺度建模插件（纖維隨機(jī)分布) ￥99
插件介紹：
這是一個任意鋪層角度的ud層合板纖維尺度建模插件，可以層合板的尺寸大小、纖維半徑，以及每一層的樹脂含量。纖維采用隨機(jī)分布，纖維與樹脂分為兩個部件。
操作說明：
首先打開abaqus CAE，在Plug-ins目錄下找到任意鋪層角度的ud層合板纖維尺度建模插件，如圖所示：
點(diǎn)擊它，打開插件界面，如圖所示：
這里首先要完成模型的設(shè)定。自上而下分別為目標(biāo)模型，樹脂部件名稱，纖維部件名稱，以及如圖所標(biāo)的參數(shù)，并需要指定纖維半徑與每一層的鋪層角度（角度的值為0~180）、厚度、樹脂含量，拖動滑塊，設(shè)定纖維投放失敗最大嘗試次數(shù)，該值適用于所有層。
此外，層數(shù)不限，自下而上鋪層，就是說第一層在最低層。預(yù)設(shè)5層，如果少于5層，需要把多余的行刪去。
數(shù)值盡量采用小數(shù)，例如5.0，RC的值為0~1之間。
此插件所生成的是可變形的實(shí)體模型，設(shè)定好之后就可以點(diǎn)擊ok或apply進(jìn)行生成。
插件說明
此插件所生成的是實(shí)體模型。
使用做了視頻，可以在視頻中查看效果。視頻鏈接：
任意鋪層角度UD層合板纖維尺度建模插件（纖維隨機(jī)分布)使用視頻教程_培訓(xùn)課程-技術(shù)鄰
為了安裝方便，這里新增了安裝包，雙擊運(yùn)行，路徑采用默認(rèn)就行。并為防止特殊情況，這里也提供了壓縮包，可以通過傳統(tǒng)安裝方式進(jìn)行解壓安裝。新版界面如下：
注意，路徑盡量默認(rèn)，也可以自定義安裝，如果自定義安裝請安裝到與傳統(tǒng)安裝一致的地方。
今后插件的發(fā)行格式均采用壓縮包與安裝包并行的形式。
承諾：
1.凡是購買插件的用戶，使用過程中若是遇到Bug，本人將承諾對發(fā)現(xiàn)的bug進(jìn)行修復(fù)。
展開 一文搞懂ANSYS_ACP復(fù)雜實(shí)體模型復(fù)合材料纏繞鋪層設(shè)計（Ⅳ型儲氫罐高精度建模及壓力作用分析） ￥99.66
ANSYS ACP是一款專用的復(fù)合材料前后處理工具，在前處理鋪層信息定義和后處理結(jié)果查看環(huán)節(jié)中都有著簡潔高效和人性化的設(shè)置操作，但限于儲氫罐的幾何模型復(fù)雜、鋪層角度多變、圓頂處不規(guī)則加厚等特點(diǎn)，其實(shí)體模型的復(fù)材纏繞鋪層設(shè)置較有難度，本文旨在基于ANSYS Workbench平臺建立等比例、高精度的Ⅳ型儲氫罐復(fù)合材料實(shí)體模型，并將其與Static Structural聯(lián)合使用以分析其在60MPa壓力作用下的變形、應(yīng)力、應(yīng)變等信息。其中詳述了ANSYS ACP在復(fù)合材料鋪層設(shè)計中的操作流程及變角度、變厚度、實(shí)體貼合碳纖維鋪層等內(nèi)容，為Step by Step可復(fù)現(xiàn)教程文檔，借助此過程可掌握復(fù)雜實(shí)體模型的復(fù)材鋪層設(shè)計技術(shù)，另外本文所采用的儲氫罐模型來源于真實(shí)Ⅳ型儲氫罐模型，亦可為儲氫罐設(shè)計應(yīng)用提供技術(shù)支撐。
付費(fèi)文件包含完整仿真流程文件一套、所使用的全部幾何文件和軟件逐步操作教程文檔一個。教程文檔十分詳細(xì)，共計51頁、7000余字，用戶可根據(jù)教程文檔進(jìn)行學(xué)習(xí)以及逐步操作實(shí)現(xiàn)對Ⅳ型儲氫罐碳纖維復(fù)合材料的鋪層設(shè)計與仿真。
文檔教程收獲：
掌握ACP變角度、變厚度的復(fù)雜形狀實(shí)體復(fù)合材料纏繞鋪層設(shè)計技術(shù)。
學(xué)會ACP軟件厚度增強(qiáng)、鋪層修剪、沿指定路徑擠出、鋪層貼合實(shí)體等技能。
熟練掌握IV型儲氫罐的等比例、高精度復(fù)合材料設(shè)計建模技術(shù)，為儲氫罐設(shè)計應(yīng)用奠定工程技術(shù)基礎(chǔ)。
展開 纏繞復(fù)合材料壓力容器設(shè)計仿真一體化工具-WoundSIM
02：產(chǎn)品概述
在已有類型工具基礎(chǔ)上，提供獨(dú)立可視化圖形界面，強(qiáng)化了參數(shù)鋪層建模，引入結(jié)構(gòu)優(yōu)化與試驗設(shè)計功能，滿足復(fù)合材料結(jié)構(gòu)設(shè)計仿真一體化的需求。
圖. 纏繞復(fù)合材料壓力容器設(shè)計仿真一體化
當(dāng)定義復(fù)合材料層表時，使用圖形界面即時查看復(fù)合材料層。調(diào)整纏繞角時，可自動計算與調(diào)整結(jié)構(gòu)層厚度。可通過COPV結(jié)構(gòu)計算和分配鋪層材料性能。
圖. WoundSIM用戶界面
WoundSIM產(chǎn)品優(yōu)勢與特點(diǎn)：
- 增強(qiáng)了壓力容器幾何構(gòu)型與層厚度的相關(guān)性
- 提供的全面鋪層設(shè)計參數(shù)允許結(jié)構(gòu)快速重構(gòu)
- 開發(fā)的工具與獨(dú)立的可視化用戶界面
- 更快的時間響應(yīng)（一般30層結(jié)構(gòu)生成時間<1秒）
- Layup的結(jié)構(gòu)渲染方便層間的選擇和識別
- 可快速和全自動的生成COPV有限元模型和后處理
- 與 Abaqus完全兼容和集成
- 自動與Abaqus WCM模型轉(zhuǎn)換
- 與 Isight參數(shù)優(yōu)化流程兼容
- 開發(fā)的XML API數(shù)據(jù)接口，確保與其它軟件軟件或客戶的內(nèi)部工具的開放性
- 集成COPV參數(shù)優(yōu)化能力，滿足減重優(yōu)化需求
- 集成設(shè)計仿真模型VS測試數(shù)據(jù)校準(zhǔn)功能
圖.
展開 
復(fù)合材料NX前后處理案例之Modeling 3D Laminates
另外，文檔內(nèi)容還主要包括：
（1）如何創(chuàng)建3D laminates
（2）solid laminate 的屬性及建模，算例包含如下幾個：
算例1在帶孔曲面襯墊上直接定義3D層壓材料單元（Create a 3D laminate on a pad）
3D模型：帶孔曲面襯墊
算例概述：
直接在3D實(shí)體的兩個面之間建3D掃掠網(wǎng)格，然后對網(wǎng)格賦實(shí)體層壓材料物理性質(zhì)（solid laminate properties）（包含操作：用字符串定義鋪層，修改鋪層屬性、添加子鋪層組等等）。
算例2基于全局鋪層拉伸2D網(wǎng)格（Extrude the 2D mesh using the global layup）
3D模型：擋泥板
算例概述：
從一個已經(jīng)定義了層壓板物理性質(zhì)的FEM文件出發(fā)，拉伸全局鋪層成為3D單元（extrude layup to 3D），檢查拉伸出的3D鋪層實(shí)體，并以此為基礎(chǔ)改變鋪層厚度，smooth拉伸，把拉伸的單元集合成一個3D層
算例3基于全局鋪層填充成實(shí)體（Create a solid laminate using the global layup）
3D模型：帶孔曲面襯墊
算例概述：
首先定義2D關(guān)聯(lián)網(wǎng)格，導(dǎo)入已有的層壓材料物理性質(zhì)來創(chuàng)建全局鋪層，通過填充層壓材料的方法在3D實(shí)體的兩個面之間定義復(fù)合材料，并定義新的材料方向，檢查創(chuàng)建的區(qū)域（Zones）。
Lesson_4_Modeling_3D_Laminates.pdf
展開 小球沖擊復(fù)合材料層合板（殼模型）有限元分析教程
說明
本教程為小球低速沖擊復(fù)合材料的有限元分析教程，層合板使用的是平面殼單元模型，可以直接由Abaqus自帶的鋪層模塊進(jìn)行建模，建模比較方便，計算速度快，但是缺點(diǎn)也很明顯，殼單元無法添加二維hashin準(zhǔn)則，從而無法得到損傷結(jié)果，同時仿真精度較差。
要想得到更加符合實(shí)際的結(jié)果，應(yīng)當(dāng)建立三維實(shí)體有限元模型，使用這種方法可以添加二維hashin準(zhǔn)則，進(jìn)一步的可以通過子程序vumat添加三維hashin準(zhǔn)則，結(jié)果中可以得到每一層復(fù)材的損傷破壞模式。但是這種方法的缺點(diǎn)是建模復(fù)雜，尤其是當(dāng)層數(shù)較多時，包括幾何建模、材料屬性賦值等的操作步驟很繁瑣，同時這種方法的計算速度也比較慢。
針對此問題，本工作室開發(fā)了Lamigen.exe的程序，可以通過指定一系列參數(shù)，一鍵生成復(fù)材層合板的inp文件，指定的參數(shù)分別為層合板長度、寬度、單層厚度、層數(shù)、鋪層角度以及彈性常數(shù)，使用該程序生成的復(fù)材結(jié)構(gòu)如下圖所示。如果大家有需要，歡迎添加320科技工作室的管理員微信號：CAE320。
圖一 沖擊結(jié)果展示（1）
圖二 沖擊結(jié)果展示（2）
本教程的PDF文件、原始cae（6.13版本）和inp文件均發(fā)布在微信公眾號：320科技工作室，關(guān)注后回復(fù)“沖擊復(fù)合材料”獲取百度云鏈接。
展開 雙懸臂梁層間損傷分析(DCB)
雙懸臂梁左側(cè)為固定端，雙懸臂梁右端上下邊在1s 的時候預(yù)加點(diǎn)載荷（位移）1mm
算例概述：
本算例為一個完整的層間損傷仿真算例：首先利用NX建立3D實(shí)體結(jié)構(gòu)(兩個相鄰實(shí)體)，在FEM里面首先連接兩個方塊，之后劃分網(wǎng)格利用基于鋪層的方法建模并拉伸成3D實(shí)體，刪除粘接層以定義初始裂紋，創(chuàng)建節(jié)點(diǎn)及1D剛性連接以方便加載集中力，求解輸出集中反力。
步驟：
1、CAD模型 (Modeling)：
2. 創(chuàng)建FEM & SIM 文件 (Advanced Simulation):
3. 網(wǎng)格劃分 (Meshing)：
4. 復(fù)合材料性質(zhì)定義(Define laminate property with Ply based method)
5. 創(chuàng)建1D連接以方便后續(xù)定義集中力
6. 邊界條件(Boundary Condition)：
7. 載荷(Loading)：
8. 求解設(shè)置：
9. 后處理
模擬結(jié)構(gòu)形變過程(Animate Displacement-Nodal)
利用Post processing下面的Create Graph創(chuàng)建力位移曲線
百度網(wǎng)盤：http://pan.baidu.com/s/1nvhE7UT
優(yōu)酷：http://v.youku.com/v_show/id_XMTU2NjU0MTgxNg==.html
附件包含了詳細(xì)教程及所需要的幾何零件
雙懸臂梁分層破壞模擬(分步教程).pdf
詳細(xì)教程.zip
展開 基于LS-DYNA的方形破片侵徹纖維復(fù)合材料數(shù)值模擬
在此案例中，模型包含為方形破片與纖維復(fù)合材料板材，為了能夠表示不同鋪層方向的材料力學(xué)性能，對不同鋪層方向分別建模，為了節(jié)省計算量與計算時間，模型簡化為1/2模型，同時在板材與破片接觸的區(qū)域進(jìn)行網(wǎng)格加密處理，建立好的有限元模型如圖1所示。 在纖維復(fù)合材料板材法線方向上添加破片速度為500m/s。
圖 1 有限元模型
侵徹后的板材如圖2所示，破片接觸板材瞬間應(yīng)力云圖如圖3所示，
圖 2 侵徹后的纖維復(fù)合材料板材
圖 3 破片接觸板材瞬間應(yīng)力云圖
破片的速度曲線如圖4所示。
圖 4 破片速度曲線
最后，有相關(guān)需求歡迎通過公眾號“320科技工作室”與我們聯(lián)絡(luò)。
展開 2021年仿真系列直播課，12期仿真專題帶你學(xué)仿真，速速報名！
12.Abaqus/CMA復(fù)材分析案例
分享Abauqs在復(fù)合材料鋪層結(jié)構(gòu)建模與分析實(shí)例。
如何讓設(shè)計仿真一體化？
分享Abauqs在復(fù)合材料鋪層結(jié)構(gòu)建模與分析實(shí)例
Abaqus仿真計算中的單元選擇
分享Abauqs在復(fù)合材料鋪層結(jié)構(gòu)建模與分析實(shí)例
【9月18-21日 北京】復(fù)合材料與Composites Modeler for Abaqus建模
Abaqus可以很好的解決復(fù)合材料力學(xué)建模以及復(fù)合材料結(jié)構(gòu)工程分析方法。
Composites Modeler for Abaqus（CMA）插件是基于Abaqus復(fù)合材料建模的單獨(dú)插件，該插件能與Abaqus 有效結(jié)合，高效的進(jìn)行復(fù)合材料鋪層與受力分析，提高了復(fù)合材料鋪層模擬的精度與角度。高度的與實(shí)際加工工藝結(jié)合到一起，從復(fù)合材料結(jié)構(gòu)設(shè)計到有限元仿真計算優(yōu)化，到最后的制造鋪層，CMA使仿真更加真實(shí)。
本研修班課程設(shè)置主要分為三個部分：第一部分包括Abaqus復(fù)合材料建模的基本概念與基本分析方法，通過此部分的學(xué)習(xí)，學(xué)員可以快速掌握復(fù)合材料建模、鋪層、分析、后處理等力學(xué)基本概念與仿真操作方法；第二部分主要對工程中遇到的問題進(jìn)行專題講解，包括夾層復(fù)合材料、增強(qiáng)復(fù)合材料，復(fù)合材料損傷、沖擊、疲勞等力學(xué)工況的分析；第三部分為Abaqus高級應(yīng)用，專題針對CMA 插件進(jìn)行講解，主要側(cè)重建模思路與基本方法，將復(fù)合材料設(shè)計、仿真、制造有機(jī)地結(jié)合在一起，讓學(xué)員學(xué)有所用，對復(fù)合材料建模與仿真有系統(tǒng)的理解。
二、時間及地點(diǎn)
2019年9月18日-9月21日 北京
（第一天報到，授課3天）
三、主講專家
該講師， 北京大學(xué)力學(xué)博士，主要研究方向為復(fù)合材料力學(xué)、生物力學(xué)、非線性基礎(chǔ)力學(xué)，具有多年仿真經(jīng)驗，仿真領(lǐng)域涉及復(fù)合材料力學(xué)理論與數(shù)值仿真、生物力學(xué)重建與流固耦合分析，承擔(dān)或參與國家重大科研項目3項，發(fā)表SCI論文6篇，申請專利3項。
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