復合材料細觀結構的案例
Abaqus復合材料仿真指南：UMA/VUMAT子程序、Cohesive單元入門（資源分享，錯過后悔
Texgen編織復合材料建模平臺與Abaqus的聯合使用
TexGen是處理編織復合材料專業軟件，通過TexGen建立紡織復合材料的細觀實體結構模型,并實現結構模型的參數化,之后將其導入ABAQUS，進行進一步前處理。完成編織復合材料細觀結構模型的有限元分析全流程。
3.ABAQUS-復合材料工程應用案例一-碳纖維復合材料泡沫夾層板落錘沖擊損傷失效模擬
本案例詳細講解了工程上常用的碳纖維增強樹脂基復合材料泡沫夾層板落錘沖擊損傷失效模擬，重點講解了模型部件的建模處理方法，碳纖維樹脂基復合材料表層的材料本構參數設置、泡沫材料的彈塑性可壓縮本構模型、沖擊體和板材的網格劃分技巧以及如何去調試模型的收斂性，在結果后處理中講解了模型的載荷、速度和加速度以及能量的轉化如何去分析，附件里提供模型源文件。
六.案例/程序分享
1.Abaqus復合材料層壓結構快速建模插件（附多個版本執行程序）
同樣是復合材料力學老師做的一個復合材料建模插件，超好用！
2.復合材料沖擊動力學合集及VUMAT子程序
包含計算合集中所有低速沖擊模型，VUMAT子程序，子程序使用方法以及子程序注釋，老師的主頁還有很多視頻演示，非常良心。
3.UMAT/VUMAT從入門到進階子程序集合————復合材料系列
帖主分享的自己整理的子程序合集，包含基于不同失效準則和不同損傷模型的UMAT/VUMAT源代碼。
4.基于Python腳本提取復合材料應力應變均勻化有效彈性模量
基于均勻化理論的確定復合材料結構均勻應力應變場，進一步求解單向加載情況下的均勻模量的腳本文件。
5.ABAQUS復合材料建模插件CM TOOL2.0（GUI界面）
插件名為CM TOOL，本插件件基于Python結合ABAQUS二次開發，實現復合材料幾何模型的建快速建立。
展開 機織復合材料細觀損傷分析仿真
機織復合材料
猶記得研究生面試，老師問我知不知道你導師是研究什么方向的。
這題我有準備，遂答：先進復合材料。先進這個詞我還刻意加重了語氣。
其實當時來說，先進在哪我是一概不知。本文就以機織復合材料為題，看看先進復合材料力學性能的常用研究方法。
目前工業上用的最多的一種復合材料結構是層合板。它像千層底布鞋那樣，由很多層纖維布堆疊而成。每一層的纖維絲都有一個特定的角度，通過調整這個角度，可以讓層合板在我們需要的方向上提供最優的力學性能。
這一點與各個方向力學性能都一致的金屬材料差別很大，也是復合材料區別于傳統材料最明顯的一點。也就是說，復合材料這個特點，讓材料的結構設計有了更多的選擇。
層合板結構
正所謂：成也蕭何敗蕭何。層層相貼的特點，讓層合板一直飽受分層的困擾。
為此發展出z向穿刺、縫合等技術，目的就是讓層和層連起來。
目前最先進的當屬三維紡織復合材料。不同于層合板的纖維布堆疊結構，三維紡織復合材料通過紡織工藝，像織毛衣那樣，直接用纖維束織出我們需要的結構形狀。
這樣做的優點是，可以克服層合板內層與層之間容易脫粘分離的缺點，真正實現每個纖維的“物盡其用”。這種結構需要依靠高難度的設計技術、紡織工藝和成型工藝，因此目前僅在少量的高端部件上有所應用。
來源：http://structures.dhu.edu.cn/_s288/f3/92/c14173a193426/page.psp
比如當前最先進的LEAP航空發動機葉片，就是采用了三維紡織復合材料進行制造。
來源：https://www.sohu.com/a/160320905_732047
機織材料作為紡織復合材料的一種，由于其制造相對簡單，目前應用較多。
展開 『原創』復合材料細觀力學引論
作者：黃爭鳴 著
出版社：科學出版社
出版日期：2004-9-1
ISBN：7030137795
字數：225000
印次：2
版次：1
紙張：膠版紙
內容提要
本書系統介紹了分析求解纖維增強復合材料彈-塑性和極限強度性能的公式化細觀力學理論，包括單向復合材料的彈性常數、橋聯模型、單向復合材料的強度、層合板的剛度與強度、熱應力計算以及計算機程序等。根據本書介紹的理論，讀者只需要知道纖維和基體的性能參數以及纖維體積含量等幾何數據，就可以預報復合材料層合板結構在任意載荷下的最大承載能力。
本書既可以作為有關專業的大學本科生和研究生教材和大學“材料力學”的補充教材，也可以作為航空、航天、力學、土木、交通、化工、船舶、汽車、機械、材料等領域的研發以及工程技術人員的參考書。
展開 濕熱環境下碳纖維復合材料宏-細觀損傷演化Vumat子程序。
濕熱環境下碳纖維復合材料宏-細觀損傷演化Vumat子程序。 感興趣的話和我私聊吧！
復合材料結構設計知識共享系列之二復合材料沖擊損傷的來龍去脈
1 引言
貫穿碳纖維增強復合材料研究最引人注目的是其沖擊損傷問題，無論是相關的材料（包括纖維和樹脂）研究，結構設計的重點還是工藝制造和維護問題，碳纖維復合材料一進入解決輕量化需求的高端應用，遇到的技術關鍵就是沖擊損傷，本文試圖還原復合材料沖擊損傷問題的來龍去脈。
回顧碳纖維應用的發展史，大家都知道英國羅羅公司是第一個試圖把碳纖維用于高端應用——在1967年開始研制飛機發動機進氣風扇葉片的吃螃蟹者，當然失敗的原因很多，但很重要的一個原因是復合材料葉片沒有通過外來物沖擊的考驗，致使英國在碳纖維復合材料發展中失去了先機，退出了領先的地位。1970年代初國際石油危機爆發，民用飛機的機體結構輕量化被提上了日程，碳纖維作為首選再一次受到了關注。為解決新材料應用中首先遇到的信心（安全性）問題，波音公司研制了100多付擾流板在波音707上試用，1975年經試用考核后，對這些擾流板進行了檢查，發現碳纖維復合材料部件出現了金屬結構沒有遇到的新問題——濕熱引起的材料性能下降和沖擊損傷（擾流板是薄蒙皮夾層結構）。自此復合材料沖擊損傷就成了復合材料技術中的核心問題之一。
2 復合材料沖擊損傷研究歷程
2.1 壓縮下沖擊強度研究和應用
由于最初沖擊損傷問題是由擾流板這類薄蒙皮夾層結構引起的，當時關注的外來物主要是地面和空中飛行時的冰雹和跑道碎石，都是在結構受載時受到的外來物沖擊，因此美國NASA在1970年代和1980年代初期主要研究壓縮下沖擊強度，采用的設備是由壓縮裝置對受壓縮載荷的復合材料試樣射出鋁丸（模擬密度相近的跑道碎石和冰雹），變量是鋁丸的速度（有壓縮空氣壓力控制）和復合材料試樣的壓縮應變（由壓縮載荷控制），試驗結果是沖擊能量~壓縮破壞應變曲線。
展開 ANSYS混凝土三維隨機骨料 混凝土細觀 隨機球體 顆粒增強復合材料建模
研究進展
通過ANSYS進行混凝土細觀模型的構建是進行混凝土性能分析的有效方法，在ANSYS內構建混凝土細觀模型是分析的前提。現階段在ANSYS內進行隨機混凝土模型構建的主流方法是通過APDL命令流等形式，這要求研究者應具有一定的程序設計能力。
為了方便快捷的構建出混凝土細觀幾何模型，這里提出另一種建模方案，通過AutoCAD模型導入的方式，實現無編程構建混凝土隨機骨料。
模型構建
1、CAD模型生成
首先采用CAD隨機球體顆粒插件在AutoCAD內構建三維球體幾何模型：
插件可指定生成隨機分布的不相交的球體顆粒，同時生成與球體顆粒裝配的帶有孔洞的長方體基體。同時對顆粒的粒徑大小、比例等都能進行控制。
將生成的三維球體幾何模型導出為.sat格式文件備用。
2、ANSYS Workbench 導入
打開ANSYS Workbench，在幾何內進行導入預先保存的.sat文件：
后續進行網格劃分等操作，在ANSYS Workbench內進行即可：
插件下載
建模用到的CAD插件下載：
CAD隨機球體顆粒插件
展開 復合材料結構設計知識共享系列之二復合材料沖擊損傷的來龍去脈
1 引言
貫穿碳纖維增強復合材料研究最引人注目的是其沖擊損傷問題，無論是相關的材料（包括纖維和樹脂）研究，結構設計的重點還是工藝制造和維護問題，碳纖維復合材料一進入解決輕量化需求的高端應用，遇到的技術關鍵就是沖擊損傷，本文試圖還原復合材料沖擊損傷問題的來龍去脈。
回顧碳纖維應用的發展史，大家都知道英國羅羅公司是第一個試圖把碳纖維用于高端應用——在1967年開始研制飛機發動機進氣風扇葉片的吃螃蟹者，當然失敗的原因很多，但很重要的一個原因是復合材料葉片沒有通過外來物沖擊的考驗，致使英國在碳纖維復合材料發展中失去了先機，退出了領先的地位。1970年代初國際石油危機爆發，民用飛機的機體結構輕量化被提上了日程，碳纖維作為首選再一次受到了關注。為解決新材料應用中首先遇到的信心（安全性）問題，波音公司研制了100多付擾流板在波音707上試用，1975年經試用考核后，對這些擾流板進行了檢查，發現碳纖維復合材料部件出現了金屬結構沒有遇到的新問題——濕熱引起的材料性能下降和沖擊損傷（擾流板是薄蒙皮夾層結構）。自此復合材料沖擊損傷就成了復合材料技術中的核心問題之一。
2 復合材料沖擊損傷研究歷程
2.1 壓縮下沖擊強度研究和應用
由于最初沖擊損傷問題是由擾流板這類薄蒙皮夾層結構引起的，當時關注的外來物主要是地面和空中飛行時的冰雹和跑道碎石，都是在結構受載時受到的外來物沖擊，因此美國NASA在1970年代和1980年代初期主要研究壓縮下沖擊強度，采用的設備是由壓縮空氣系統裝置對受壓縮載荷的復合材料試樣射出鋁丸（模擬密度相近的跑道碎石和冰雹），變量是鋁丸的速度（有壓縮空氣壓力控制）和復合材料試樣的壓縮應變（由壓縮載荷控制），試驗結果是沖擊能量~壓縮破壞應變曲線。
展開 復合材料夾層結構常用PVC多孔泡沫材料參數
復合材料夾層結構常用PVC多孔泡沫材料參數.pdf
先進結構陶瓷納入國家重點研發計劃“先進結構與復合材料”重點專項
為落實“十四五”期間國家科技創新有關部署安排，國家重點研發計劃啟動實施“先進結構與復合材料”重點專項。根據本重點專項實施方案的部署，科技部近日發布了2021年度項目申報指南。該指南重點圍繞先進結構陶瓷與陶瓷基復合材料、高溫與特種金屬結構材料、先進工程結構材料、結構材料制備加工與評價新技術等7個技術方向。
本重點專項總體目標是：面向制造強國、交通強國、航天強國建設等國家重大需求部署先進結構與復合材料研發任務，形成國產材料體系化自主研制和保障能力，實現航空發動機、重載火箭、國產大飛機、核電工程裝備、深海油氣資源開采等
國家大型工程等急需的關鍵結構與復合材料的國內自主供給。
先進結構陶瓷與陶瓷基復合材料
高端合金制造及鋼鐵冶金用關鍵結構陶瓷材料開發及應用（示范應用）
研究內容：
面向冶金產業提升的發展需求，研究高端合金制造及鋼鐵新技術領域用關鍵結構陶瓷材料組分設計與制備技術，開發高品質高溫合金制備用結構陶瓷材料、冶金領域用
高效節能
硼化鋯陶瓷電極、薄帶連鑄用結構功能一體化陶瓷材料
的規模化生產工藝，開展應用評價技術研究，建立規模化生產線，研制關鍵生產設備，制定制備及檢測標準。
展開 復合材料夾層結構 ￥10
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復合材料夾層結構分析
復合材料夾層結構分析.ppt
復合材料結構設計基礎
一、復合材料的定義與構造特點
1）復合材料的定義
復合材料——由兩個或兩個以上獨立的物理相（粘結材料和顆粒、纖維或片狀材料）所組成的一種固體產物。
定義中說的物理相，可以是連續的，也可以是不連續的。連續相稱為基體材料；不連續相（分散相）稱為增強材料。
增強材料——起承受載荷的作用，主要提供復合材料的力學性能，其幾何形式有長纖維、短纖維和顆粒狀物等多種；
基體材料——起著粘結、支撐、保護增強材料和傳遞應力的作用，主要提供復合材料的物理、化學性能，常采用橡膠、石墨、樹脂、金屬和陶瓷等。
2）復合材料的主要特點
1）復合材料的性能具有可設計性
2）材料和結構具有同一性
3）復合材料結構設計包含材料設計
4）材料性能對復合工藝的依賴性
5）復合材料具有各向異性和非均質性
3）復合材料的構造特點
復合材料與其說是材料，不如說是結構更確切。因此復合材料結構可分為
三個結構層次：
單層板（一次結構）
層合板（二次結構）
工程結構（三次結構）
4）復合材料結構設計特點
復合材料結構設計也分為三個層次：
單層設計——正確選擇増強材料和基體，確定組分比。
（單層材料性能設計）
層合板設計——確定單層層數、鋪設方向和鋪設順序。
展開 復合材料結構設計手冊
復合材料結構設計手冊
復合材料結構設計手冊.part01.rar
復合材料結構設計手冊.part02.rar
復合材料結構設計手冊.part03.rar
復合材料結構設計手冊.part04.rar
復合材料結構設計手冊.part05.rar
復合材料結構設計手冊.part06.rar
【技術干貨】一文詳解影響碳纖維及其復合材料壓縮性能的結構因素（二）碳纖維的微觀結構及壓縮破壞
摘 要
碳纖維及其復合材料因其優異的拉伸性能和輕質特性而備受關注，但是，自從它們問世以來，碳纖維及其復合材料在壓縮載荷下的較差性能一直是制約其廣泛應用的主要障礙。
在本系列專題文章中，將會從微觀結構和宏觀角度系統地討論造成這一缺陷的原因，并就如何提高碳纖維及其復合材料的壓縮性能提出了建議。在上期文章中首先介紹了碳纖維壓縮強度的常見測試方法，而本文中主要介紹碳纖維微觀結構及壓縮失效破壞。
附錄：碳纖維及其復合材料壓縮性能專題
《專題一：碳纖維壓縮強度的測試方法》
碳纖維的微觀結構
為了開發提高碳纖維壓縮性能的方法，了解碳纖維的加工過程及其最終微觀結構是很重要的。生產碳纖維最常用的前驅體為聚丙烯腈（PAN）纖維，下圖1顯示了PAN纖維向碳纖維轉變過程的微觀結構規律。
碳纖維是通過對PAN纖維進行高度可控的連續熱處理來制備的，典型的熱處理過程包括：預氧化（又叫熱穩定化），低溫碳化和高溫碳化。PAN纖維的熱穩定是在空氣氣氛中進行的，通常PAN纖維在不同溫度下經受200至300°C的熱處理，并根據特定前驅體纖維的加工要求在規定的時間內施加張力。
展開 復合材料疊層結構的拉伸斷裂仿真 ￥800
本案例基于COMSOL軟件中的固體力學模塊的損傷模型模擬了一復合疊層結構在受到兩端拉伸作用下的拉伸變形過程以及斷裂帶生成過程，模擬結果如圖所示：
感興趣的朋友，歡迎合作交流！
