增強(qiáng)復(fù)合材料的案例
基于Abaqus的隨機(jī)纖維增強(qiáng)復(fù)合材料拉伸試樣建模插件
復(fù)合材料研究是目前一個(gè)較為熱門的方向，復(fù)合材料主要分為：①纖維增強(qiáng)復(fù)合材料②夾層復(fù)合材料③顆粒復(fù)合材料④混雜復(fù)合材料；對于纖維增強(qiáng)復(fù)合材料來說，又分為連續(xù)增強(qiáng)復(fù)合材料、短纖維增強(qiáng)復(fù)合材料。短纖維增強(qiáng)復(fù)合材料，其優(yōu)點(diǎn)在于比強(qiáng)度高、比模量大、可設(shè)計(jì)性高、耐腐蝕、抗疲勞等，因此成為近年來的研究熱門。
有限元仿真是研究材料力學(xué)性能的重要手段，而仿真的第一步即為模型的建立。由于短纖維增強(qiáng)復(fù)合材料的有限元模型需要考慮隨機(jī)的纖維分布，如果纖維束數(shù)量較多，則手動(dòng)在abaqus中直接建模工作量會過于繁重，因此本文介紹了一種基于abaqus的建模插件，可以成功快速實(shí)現(xiàn)隨機(jī)纖維增強(qiáng)復(fù)合材料拉伸試樣模型的建立。
接下來對隨機(jī)纖維增強(qiáng)復(fù)合材料拉伸試樣建模插件進(jìn)行介紹
一、 算法
此插件核心在于生成不相交的纖維，因此選擇選用解析幾何方法對隨機(jī)生成的纖維是否與已經(jīng)生成的纖維進(jìn)行相交判斷，有以下兩個(gè)難點(diǎn)：
難點(diǎn)一在于纖維是有限長度，轉(zhuǎn)化為數(shù)學(xué)模型即為線段之間的最小距離大于二倍纖維半徑，因此應(yīng)將判斷分為多種情況，①直線之間最短距離為線段之間最短距離，②線段之間最短距離大于直線之間最短距離，由此進(jìn)行判斷纖維是否相交；
難點(diǎn)二在于如何生成給定纖維體積含量的模型，若直接生成足夠纖維數(shù)量的模型，可能會導(dǎo)致纖維體積含量高或低，與預(yù)期纖維體積含量有誤差，在此采用不斷逼近的方法，即先生成由體積含量計(jì)算的纖維數(shù)量，由于纖維還需進(jìn)行切割，因此此時(shí)的纖維體積含量肯定小于預(yù)期的纖維體積含量，接下來對此時(shí)纖維體積含量與預(yù)期纖維體積含量進(jìn)行比較，若此時(shí)纖維體積含量與預(yù)期纖維體積含量之差乘試樣總體積大于一個(gè)纖維體積，則繼續(xù)生成纖維，若此時(shí)纖維體積含量與預(yù)期纖維體積含量之差乘試樣總體積不足以生成一根纖維，則停止生成。
展開 短纖維增強(qiáng)復(fù)合材料力學(xué)仿真技術(shù)
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作者：陳科夫 上海安世亞太結(jié)構(gòu)應(yīng)用工程師
本文共計(jì)1180字，閱讀時(shí)間預(yù)計(jì)4分鐘
編者按
作者詳細(xì)分析了短纖維增強(qiáng)復(fù)合材料力學(xué)仿真技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域和實(shí)際意義，并具體闡述了Mechanical 2021R1中實(shí)現(xiàn)短纖維增強(qiáng)復(fù)合材料的力學(xué)分析過程。
什么是短纖維增強(qiáng)復(fù)合材料
短纖維增強(qiáng)復(fù)合材料具有制造快速、力學(xué)性能好等優(yōu)點(diǎn)，已成為傳統(tǒng)材料的重要替代品。目前被廣泛應(yīng)用于交通運(yùn)輸、航空航天等工程領(lǐng)域。準(zhǔn)確地預(yù)測短纖維增強(qiáng)復(fù)合材料的力學(xué)性能對于實(shí)際工程應(yīng)用具有重要意義。
針對短纖維增強(qiáng)復(fù)合材料細(xì)觀隨機(jī)分布的特征，基于RVE的有限元法，可以很好的對復(fù)合材料的力學(xué)特性進(jìn)行仿真，并且能夠滿足復(fù)合材料設(shè)計(jì)要求。
如何實(shí)現(xiàn)力學(xué)分析
ANSYS Mechanical 2021R1短纖維增強(qiáng)復(fù)合材料力學(xué)特性仿真功能得到了增強(qiáng)，該功能能夠模擬注塑材料的真實(shí)和復(fù)雜細(xì)節(jié)，如纖維的方向和零件中存在的注塑應(yīng)力等。下文主要闡述在Mechanical 2021R1中如何實(shí)現(xiàn)短纖維增強(qiáng)復(fù)合材料的力學(xué)分析。
總體上需要建立圖1的項(xiàng)目流程并分析一個(gè)短纖維復(fù)合材料注塑而成的簡單模型。其中Material Designer模塊主要計(jì)算短纖維復(fù)合材料各向異性彈塑性力學(xué)性能。Injection Molding Data 為2021R1版本的新增模塊，可以導(dǎo)入專業(yè)注塑成型仿真軟件的相應(yīng)結(jié)果，為后續(xù)分析提供輸入條件。
展開 基于Abaqus的隨機(jī)纖維增強(qiáng)復(fù)合材料拉伸試樣建模插件2.0
復(fù)合材料研究是目前一個(gè)較為熱門的方向，復(fù)合材料主要分為：①纖維增強(qiáng)復(fù)合材料②夾層復(fù)合材料③顆粒復(fù)合材料④混雜復(fù)合材料；對于纖維增強(qiáng)復(fù)合材料來說，又分為連續(xù)增強(qiáng)復(fù)合材料、短纖維增強(qiáng)復(fù)合材料。短纖維增強(qiáng)復(fù)合材料，其優(yōu)點(diǎn)在于比強(qiáng)度高、比模量大、可設(shè)計(jì)性高、耐腐蝕、抗疲勞等，因此成為近年來的研究熱門。
有限元仿真是研究材料力學(xué)性能的重要手段，而仿真的第一步即為模型的建立。由于短纖維增強(qiáng)復(fù)合材料的有限元模型需要考慮隨機(jī)的纖維分布，如果纖維束數(shù)量較多，則手動(dòng)在abaqus中直接建模工作量會過于繁重，因此本文介紹了一種基于abaqus的建模插件，可以成功快速實(shí)現(xiàn)隨機(jī)纖維增強(qiáng)復(fù)合材料拉伸試樣模型的建立。
一、新增功能
爭對此，可對隨機(jī)纖維增強(qiáng)復(fù)合材料拉伸試樣進(jìn)行插件建模，在前一版本中，主要基于下面的標(biāo)準(zhǔn)試樣進(jìn)行短纖維模型的建立。
插件版本1.0
但是實(shí)際中，不同研究人員所用拉伸試樣尺寸可能不一致，為解決這一問題，發(fā)布了復(fù)合材料拉伸試樣插件2.0版本了，在該版的插件中，我們將拉伸試樣的尺寸考慮在內(nèi)，將試樣尺寸變成為用戶自定義的參數(shù)。
展開 連續(xù)纖維增強(qiáng)熱塑性復(fù)合材料工藝及應(yīng)用
來源：SAMPE
作者：姚志佳
一、概述
連續(xù)纖維增強(qiáng)熱塑性復(fù)合材料由于其輕質(zhì)、高剛度、高韌性等特性，在汽車工業(yè)，航空航天，軍工，電子等諸多領(lǐng)域已經(jīng)廣泛的應(yīng)用。連續(xù)纖維增強(qiáng)熱塑性復(fù)合材料（CFRTP）是以連續(xù)纖維作為增強(qiáng)材料，以熱塑性樹脂為基體，通過將熱塑性樹脂熔融浸漬的工藝制造的高強(qiáng)度、高剛性、高韌性的復(fù)合材料。可選用的增強(qiáng)材料包括玻璃纖維、碳纖維、芳綸纖維、植物纖維、以及玄武巖纖維。可以選用的樹脂基體有PP、PE、PA6、PA66、PC、PET、TPU、PPS、PEEK等。根據(jù)產(chǎn)品性能及成型要求的不同，增強(qiáng)材料的形態(tài)可以是單向的，也可以是織物。
盡管短纖維和長纖維熱塑性復(fù)合材料占整個(gè)熱塑性復(fù)合材料市場的主導(dǎo)地位。但由于連續(xù)纖維獨(dú)特的特點(diǎn)，近年來國際上連續(xù)纖維增強(qiáng)熱塑性復(fù)合材料市場仍然保持著快速增長，國外行業(yè)巨頭也正將連續(xù)纖維增強(qiáng)的熱塑性復(fù)合材料及相關(guān)企業(yè)作為重點(diǎn)開發(fā)方向和并購的首選標(biāo)的。其中朗盛收購了德國Bond-Laminates、三菱收購QPC、東麗公司收購荷蘭的Tencate；而韓華、巴斯夫、科思創(chuàng)、英力士等化工巨頭也都推出了相應(yīng)的連續(xù)纖維增強(qiáng)熱塑性復(fù)合材料。
目前，掌握連續(xù)纖維增強(qiáng)熱塑性復(fù)合材料技術(shù)的企業(yè)主要集中在德國、荷蘭、英國、美國等少數(shù)歐美國家。我國有部分企業(yè)掌握了一部分連續(xù)纖維增強(qiáng)熱塑性復(fù)合材料的技術(shù)，但是在連續(xù)纖維增強(qiáng)特種工程塑料復(fù)合材料方面，我國與國外依舊存在非常大的差距。
展開 
哈工大張洪濤何鵬教授|一種新型金剛石增強(qiáng)銅基復(fù)合材料增材制造工藝
超聲波增材制造方法作為一種低溫制造方法，能夠有效解決制備過程中的一些問題，為金剛石增強(qiáng)銅基復(fù)合材料的制備提供了新的途徑，
團(tuán)隊(duì)提出的金剛石增強(qiáng)銅基復(fù)合材料快速短流程超聲固相增材制造工藝為顆粒增強(qiáng)金屬基復(fù)合材料制備提供了新的工藝思路，對熱管理類材料的發(fā)展和我國核心技術(shù)產(chǎn)業(yè)的進(jìn)步具有重要意義。
內(nèi)容作者：杜榮茂
來源：天天老師說科研，編輯：張維官，審核：王穎
日本教授開發(fā)纖維增強(qiáng)復(fù)合材料微波分離回收工藝
根據(jù)日本產(chǎn)經(jīng)新聞社6月19日報(bào)道，日本崇城大學(xué)工學(xué)部碳納米學(xué)科副教授池永和敏領(lǐng)導(dǎo)的團(tuán)隊(duì)開發(fā)出一種纖維增強(qiáng)復(fù)合材料微波分解技術(shù)。該技術(shù)利用微波對纖維和樹脂進(jìn)行分離，為FRP廢棄物的回收再利用打開了全新的思路。自2016年日本熊本地震過后，受災(zāi)地區(qū)有大量FRP制品遭到破壞，該技術(shù)的開發(fā)有望給予這些制品新的生命。
纖維增強(qiáng)復(fù)合材料是將玻璃纖維等纖維材料與樹脂結(jié)合固化后形成的輕質(zhì)高強(qiáng)新材料，便于設(shè)計(jì)加工，用途廣泛，目前在小型船舶、汽車、軌道車輛、浴缸、凈化槽、安全帽等產(chǎn)品上有所應(yīng)用。
有關(guān)FRP材料的分解、回收和再生一直是研究人員關(guān)注的課題。人們嘗試用化學(xué)藥劑對其進(jìn)行分解，但僅局限于聚丙烯、聚乙烯等熱塑性材料。對于應(yīng)用范圍更廣的熱固性復(fù)合材料卻沒有形成一套完備的回收再生技術(shù)，因此只能以破壞填埋的方式進(jìn)行處理。
池永和敏教授常年來專注于高分子化學(xué)領(lǐng)域塑料回收技術(shù)的研發(fā)工作，擁有微波加熱分解PET材料的專利技術(shù)。他表示FRP和PET材料在化學(xué)構(gòu)造上多有相似之處，因此亦可通過微波加熱的方式，破壞纖維與樹脂之間通過固化形成的分子聯(lián)結(jié)，獲得分離之后的纖維和液態(tài)樹脂。隨后，通過加入特殊的醇類物質(zhì)，可以重新獲得所需的FRP制品。
2016年日本熊本地震導(dǎo)致4萬戶民宅受損，3萬臺浴缸廢棄，產(chǎn)生了約600噸的FRP廢棄物。自2016年6月起，池永教授從受災(zāi)地區(qū)回收浴缸用于研究，并受到了當(dāng)?shù)厣鐖F(tuán)的幫助。但是出于增加強(qiáng)度的考慮，這些浴缸在生產(chǎn)時(shí)都添加了碳酸鈣粉末，這給FRP的回收工作帶來不小的困難。即便采用了現(xiàn)有的離心機(jī)也無法將這些碳酸鈣粉末分離出去。池永教授呼吁有志企業(yè)參與到他的研究項(xiàng)目中去，幫助提升回收效率、降低成本，并建設(shè)實(shí)驗(yàn)工廠。
碳纖維https://www.hongyantu.com/index.php?r=good&cd=14&cd2=1402
展開 一種新型金剛石增強(qiáng)銅基復(fù)合材料增材制造工藝
為了解決電子器件的散熱問題，需要先進(jìn)的熱管理材料和制備技術(shù)。其中，金剛石增強(qiáng)銅基復(fù)合材料是目前應(yīng)用最廣泛的熱管理材料之一。這種復(fù)合材料利用金剛石強(qiáng)化相的高熱導(dǎo)率和低熱膨脹系數(shù)，以及銅基體材料的優(yōu)異導(dǎo)熱導(dǎo)電性能和良好的機(jī)械加工性能，具有很多優(yōu)勢。因此，在航空航天、電子器件和國防軍用等高端技術(shù)領(lǐng)域，金剛石增強(qiáng)銅基復(fù)合材料得到了廣泛應(yīng)用。
目前，金剛石增強(qiáng)銅基復(fù)合材料的制備主要采用固態(tài)制備方法和液態(tài)制備方法。這些方法需要在高溫高壓的條件下進(jìn)行，不僅制造成本高，而且制造效率低下。此外，復(fù)合材料樣品的尺寸還受到加工模具和高溫加熱設(shè)備內(nèi)部空間的限制。為了克服上述問題，超聲波增材制造方法成為一種理想的選擇。這種方法屬于低溫制造方法，具有加工溫度低、工藝設(shè)計(jì)自由度高、清潔高效等優(yōu)勢。通過超聲波增材制造方法，可以降低金剛石增強(qiáng)銅基復(fù)合材料的制造成本，并實(shí)現(xiàn)復(fù)雜幾何形狀的制造。
02
成果掠影
近期，哈爾濱工業(yè)大學(xué)張洪濤教授和何鵬教授帶領(lǐng)的團(tuán)隊(duì)通過對金剛石增強(qiáng)相顆粒的表面金屬化處理和空間位置約束，并在超聲波低溫固結(jié)技術(shù)下實(shí)現(xiàn)了金剛石強(qiáng)化相顆粒在層壓復(fù)合材料中穩(wěn)定存在及其復(fù)合材料的自由成形和加工制備。該研究采用掃描電子顯微鏡（SEM）、能量色散光譜（EDS）、聚焦離子束（FIB）和高分辨率透射電子顯微鏡（HRTEM）分析了cr-金剛石與銅基質(zhì)的微觀結(jié)構(gòu)和界面構(gòu)型。此外，利用電子后向散射衍射（EBSD）方法評價(jià)了cr-金剛石顆粒周圍基體的微觀結(jié)構(gòu)演化。結(jié)果表明，鉻-金剛石由于劇烈的塑性變形，與基體形成了良好的固體粘合。Dia/Cu復(fù)合材料的導(dǎo)熱系數(shù)為428.07 ± 3.3W/mK，金剛石體積分?jǐn)?shù)為8.8%。
展開 碳化硅顆粒增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料
與傳統(tǒng)的金屬材料相比，顆粒增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料不僅兼有金屬的高塑性、高韌性和增強(qiáng)顆粒的高模量、高硬度，同時(shí)具有各向同性，是應(yīng)用前景很廣的材料。碳化硅顆粒增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料可用來制造衛(wèi)星及航空結(jié)構(gòu)材料，如衛(wèi)星支架、結(jié)構(gòu)連接件、管材、各種型材、導(dǎo)彈翼、制導(dǎo)元件；制造飛機(jī)零部件等，發(fā)展這種材料具有重要的戰(zhàn)略意義。
碳化硅顆粒增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料，其增強(qiáng)體顆粒價(jià)格低廉，可用常規(guī)方法制造加工，便于批量生產(chǎn)。研發(fā)成本低、效果好的制備工藝是當(dāng)前材料領(lǐng)域的一個(gè)熱點(diǎn)。
一、粉末冶金法。
粉末冶金法具有一些獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)，如可任意調(diào)節(jié)增強(qiáng)相的體積分?jǐn)?shù)（最高可達(dá)７０％），較準(zhǔn)確地控制成分比，且其增強(qiáng)顆粒的粒徑在納米范圍內(nèi)可調(diào)。此外，粉末冶金工藝的燒結(jié)溫度較低，可有效減輕增強(qiáng)體與基體間的有害界面反應(yīng)，制得的復(fù)合材料具有良好的力學(xué)性能。近年來，進(jìn)一步開發(fā)出機(jī)械合金化-粉末冶金法。該法制備的復(fù)合材料，其增強(qiáng)體顆粒分布均勻，粒度在納米至微米范圍內(nèi)可調(diào)，增強(qiáng)相的體積分?jǐn)?shù)可高達(dá)７０％，與基體的界面結(jié)合良好，所制備的復(fù)合材料力學(xué)性能優(yōu)異。美國ＤＷＡ 公司采用機(jī)械合金化-粉末冶金法生產(chǎn)了碳化硅顆粒增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料，已將其應(yīng)用于汽車、飛機(jī)、航天器等。
二、壓力鑄造法。
此法是將液態(tài)或半液態(tài)金屬基復(fù)合材料或金屬以一定速度填充壓鑄模型腔，或增強(qiáng)材料預(yù)制體的空隙中，在壓力作用下使其快速凝固成形而制備出金屬基復(fù)合材料，包括擠壓鑄造法、離心鑄造法、氣體壓力滲透鑄造法等。目前，生產(chǎn)應(yīng)用中使用較多的是擠壓鑄造法，其具體方法是：首先把碳化硅顆粒增強(qiáng)相以適當(dāng)?shù)恼辰Y(jié)劑粘結(jié)制成預(yù)制塊，然后裝入鑄模，澆入精煉的鋁基體金屬熔體，并立即加壓使熔融的金屬熔體浸滲到預(yù)制塊中，凝固之后即得碳化硅顆粒增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料。
展開 一文帶你了解復(fù)合材料：復(fù)合材料的種類、加工及應(yīng)用
什么是復(fù)合材料？
復(fù)合材料在某些應(yīng)用中是鋁、鈦和鋼的合適替代品，因?yàn)樗鼈冎亓枯p、性能好、低碳和低能耗。復(fù)合材料可分為紡織復(fù)合材料、綠色復(fù)合材料、生物復(fù)合材料和混合復(fù)合材料。在所有類型的復(fù)合材料中，綠色復(fù)合材料因其環(huán)境友好性、可持續(xù)性和在不同環(huán)境中可完全生物降解，不留下任何有毒殘留物而吸引了相當(dāng)大的興趣。此外，監(jiān)管機(jī)構(gòu)已經(jīng)規(guī)定了嚴(yán)格的指導(dǎo)方針和立法，以停止生產(chǎn)對環(huán)境有害的材料。在復(fù)合材料行業(yè)中，有幾個(gè)全球參與者使用不同的加工技術(shù)進(jìn)行運(yùn)作。這些主要參與者正在與研究人員合作，尋找新的方法來提高材料的質(zhì)量和生產(chǎn)能力，同時(shí)降低產(chǎn)品的價(jià)格。復(fù)合材料的市場正在迅速增長，預(yù)計(jì)從2017年到2025年將增長10%。復(fù)合材料市場的領(lǐng)導(dǎo)者是美洲、亞太、歐洲、中東和非洲。
聚合物復(fù)合材料已廣泛應(yīng)用于汽車、航空航天、建筑和包裝等領(lǐng)域;他們的市場正在迅速增長。人造纖維如玻璃纖維和碳纖維已被用作增強(qiáng)材料，以提高聚合物復(fù)合材料的性能。然而，結(jié)合一種或兩種纖維增強(qiáng)聚合物的復(fù)合材料，也稱為“混合復(fù)合材料”。
復(fù)合材料分類:
一般來說，復(fù)合材料有四種類型：
——紡織復(fù)合材料
——生物復(fù)合材料
——綠色復(fù)合材料
——混合復(fù)合材料
1. 紡織復(fù)合材料:
紡織復(fù)合材料（又稱之為纖維增強(qiáng)復(fù)合材料）由于其獨(dú)特的性能，在過去的幾十年里得到了廣泛的應(yīng)用。高分子復(fù)合材料中各種類型的增強(qiáng)材料都是紡織材料，特別是用纖維增強(qiáng)體增強(qiáng)高分子復(fù)合材料。自復(fù)合材料問世以來，人們就一直在探索纖維增強(qiáng)材料。這些增強(qiáng)纖維包括纖維（短纖維和長纖維）、紗線和織物。
展開 abaqus纖維增強(qiáng)復(fù)合材料
纖維增強(qiáng)復(fù)合材料仿真時(shí)，基體所受的載荷怎么傳遞給纖維，是通過設(shè)置纖維與基體的接觸嗎？又或者是基體傳遞給界面cohesive單元再傳遞給纖維
基于Abaqus的vumat進(jìn)行纖維增強(qiáng)復(fù)合材料漸進(jìn)損傷與失效仿真
筆名：復(fù)材失效仿真
關(guān)鍵詞：纖維增強(qiáng)復(fù)合材料，航空航天，漸近損傷模型，有限元仿真，沖擊
復(fù)合材料結(jié)構(gòu)漸進(jìn)損傷研究
復(fù)合材料因其輕質(zhì)高強(qiáng)廣泛應(yīng)用于航空航天、交通運(yùn)輸?shù)阮I(lǐng)域。當(dāng)復(fù)合材料具備復(fù)雜結(jié)構(gòu)（如連接結(jié)構(gòu)）或承受復(fù)雜工況（如沖擊載荷）時(shí)，層內(nèi)損傷的模式包括多種損傷模式纖維/基體脫粘、基體開裂和纖維斷裂，從而引起復(fù)合材料結(jié)構(gòu)漸進(jìn)失效。為了模擬這些現(xiàn)象，漸進(jìn)損傷模型（PDM）在過去二十年中常被使用并已被證明是一種有效的方法。PDM通過材料退化建模模擬損傷開始后的材料性能衰減，為預(yù)測復(fù)合材料的準(zhǔn)脆性破壞過程提供了一個(gè)準(zhǔn)確的框架。PDM軟化規(guī)律的形式由材料裂縫萌生和擴(kuò)展背后的物理機(jī)制決定，并影響初始損傷后的結(jié)構(gòu)承載能力。
連接結(jié)構(gòu)是復(fù)合材料應(yīng)用的薄弱環(huán)節(jié)，其失效涉及復(fù)雜損傷機(jī)制。對于復(fù)合材料螺栓連接結(jié)構(gòu)，開發(fā)三維漸進(jìn)損傷模型模擬多搭接結(jié)構(gòu)的失效，預(yù)測的基體失效、分層擴(kuò)展失效模式可以與實(shí)驗(yàn)對應(yīng)。對于復(fù)合材料膠接結(jié)構(gòu)，基于損傷演化模型研究了單搭接螺栓復(fù)合材料過盈配合接頭的承載行為，數(shù)值模型很好地捕捉了復(fù)材膠接平面微觀形態(tài)中的纖維斷裂和基體裂紋，表明漸進(jìn)損傷模型在應(yīng)用中具有較好精確性。
復(fù)合材料在服役過程中有可能經(jīng)受外物沖擊而產(chǎn)生可見或不可見損傷。利用漸進(jìn)損傷模型對復(fù)合材料層合板的沖擊損傷傳播過程進(jìn)行模擬，可以發(fā)現(xiàn)在整個(gè)加載過程中，不同損傷模式在層間的非均勻傳播特征。基于漸進(jìn)損傷模型建立層合板的損傷確定、逐步演化和本構(gòu)關(guān)系等損傷分析過程，能夠精準(zhǔn)預(yù)測復(fù)合材料受單次或多次的沖擊行為。
建立漸進(jìn)損傷本構(gòu)模型
建立纖維增強(qiáng)復(fù)合材料三維有限元模型，采用實(shí)體單元和內(nèi)聚力cohesive單元分布模擬復(fù)合材料層內(nèi)和層間損傷。
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顆粒增強(qiáng)復(fù)合材料 求帶 有償
做顆粒增強(qiáng)復(fù)合材料，求帶
復(fù)合材料力學(xué)介紹—— 基本概念和分類 附復(fù)合材料力學(xué)文檔下載
復(fù)合材料按照增強(qiáng)材料的形式，大致分為3類：
顆粒增強(qiáng)復(fù)合材料，包括非金屬顆粒+非金屬基體（如混凝土）、金屬顆粒+非金屬基體（如固體火箭劑）和非金屬顆粒+金屬基體（金屬陶瓷）；
纖維增強(qiáng)復(fù)合材料，由于纖維比塊狀同樣材料的強(qiáng)度大得多，通過纖維增強(qiáng)，可極大提升比剛度和比強(qiáng)度；其中纖維通常有碳纖維、玻璃纖維、硼纖維、芳綸纖維等；基體通常有樹脂基體、金屬基體陶瓷基體和碳基體等；此外，纖維增強(qiáng)復(fù)合材料按纖維形狀、尺寸可分為連續(xù)纖維、短纖維和纖維布等；
層合復(fù)合材料，通過兩層或多層不同的復(fù)合材料形成。
其中，纖維增強(qiáng)復(fù)合材料和層合復(fù)合材料是該系列討論的重點(diǎn)。
最后
本文簡要介紹了復(fù)合材料的基本概念和分類，下文將主要介紹常用的纖維、基體，及其應(yīng)用。
下載地址：復(fù)合材料力學(xué)
展開 LS-DYNA人工智能多尺度計(jì)算技術(shù)及其在注塑成型復(fù)合材料領(lǐng)域的應(yīng)用
這項(xiàng)人工智能多尺度計(jì)算技術(shù)已經(jīng)在LS-DYNA R14中正式發(fā)布，本文將介紹該技術(shù)的基本原理及其在工程領(lǐng)域的應(yīng)用，主要包括：
短纖維增強(qiáng)復(fù)合材料在數(shù)值建模領(lǐng)域面臨的挑戰(zhàn)；
如何使用基于機(jī)器學(xué)習(xí)的LS-DYNA仿真方法應(yīng)對這些挑戰(zhàn)，以深度材料網(wǎng)絡(luò)DMN技術(shù)為基礎(chǔ)，通過汽車與電子行業(yè)的示例來演示這種新型LS-DYNA多尺度仿真方法的性能；
小結(jié)
背景介紹
近年來短纖維增強(qiáng)復(fù)合材料在汽車行業(yè)和電子行業(yè)得到了廣泛使用，由于這種材料可以提供卓越的材料屬性，如高強(qiáng)度重量比，使用注塑成型技術(shù)具有復(fù)雜幾何結(jié)構(gòu)的大尺寸復(fù)合材料部件，也能以較高生產(chǎn)率完成生產(chǎn)。然而注塑成型復(fù)合材料部件的材料屬性具有位置相關(guān)性。在每個(gè)位置上，復(fù)合材料的機(jī)械屬性是非線性且各向異性的，因此使用傳統(tǒng)的數(shù)值模型為短纖維增強(qiáng)復(fù)合材料部件建模極具挑戰(zhàn)性，這是由于傳統(tǒng)方法對于復(fù)合材料非線性分析的成本過高或不夠準(zhǔn)確。
此外，對于短纖維復(fù)合材料這類非線性且各向異性的材料，材料參數(shù)的校準(zhǔn)也始終是難題，針對具有某種特定纖維取向或纖維體積分?jǐn)?shù)的復(fù)合材料所校準(zhǔn)的材料常數(shù)，可能不適用于具有不同纖維取向或不同體積分?jǐn)?shù)的復(fù)合材料。另一方面，多尺度模型能在較小尺度的物理規(guī)律和較大尺度的材料行為間建立關(guān)聯(lián)，以捕獲材料微觀結(jié)構(gòu)對宏觀大尺度復(fù)合材料部件的影響，因此多尺度方法針對復(fù)合材料建模具有極大優(yōu)勢。
展開 中空結(jié)構(gòu)的復(fù)合材料部件已經(jīng)可以做出來了
如何用工業(yè)化的方法生產(chǎn)中空結(jié)構(gòu)的碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料部件？康隆（Cannon）Afros提供了一種有效的解決方案。
康隆（Cannon）Afros公司開發(fā)了一項(xiàng)新技術(shù)，可生產(chǎn)內(nèi)部預(yù)置了金屬嵌件的碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料（CFRP）中空結(jié)構(gòu)部件。這項(xiàng)技術(shù)采用了高壓注入樹脂工藝，在適當(dāng)?shù)木酆蠝囟认拢ㄟ^有差別的加壓，使用一種高阻的低熔點(diǎn)可導(dǎo)出金屬芯材來進(jìn)行生產(chǎn)。
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總體而言，不規(guī)則形狀的或內(nèi)部放置了嵌入件的中空結(jié)構(gòu)的HP-RTM（高壓樹脂傳遞模塑成型）復(fù)合材料部件，其外面可以是一層碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料（CFRP），內(nèi)部則是一個(gè)可導(dǎo)出的金屬芯材。這項(xiàng)技術(shù)的專利還在申請之中，與此同時(shí)，已經(jīng)可以以此進(jìn)行工業(yè)化生產(chǎn)了。
中空結(jié)構(gòu)的碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料（CFRP）部件可以用于很多領(lǐng)域，像機(jī)械手的運(yùn)動(dòng)部件、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、形狀不規(guī)則的結(jié)構(gòu)件、非圓柱形的罐體以及液體和壓縮氣體的儲罐等
歷史的發(fā)展
近年來，碳纖維復(fù)合材料的浸潤工藝發(fā)展很快，這是因?yàn)閷汃R公司需要以一種高效且重復(fù)性好的方式生產(chǎn)數(shù)以萬計(jì)的復(fù)合材料部件，并以此制造出非常輕的電動(dòng)汽車，以滿足大城市的人們乘車出行的需要。寶馬公司及其復(fù)合材料部件供應(yīng)商因此投入巨額資金，開發(fā)高壓樹脂傳遞模塑成型（HP-RTM）工藝。
這項(xiàng)工藝是用高壓將樹脂注入模具內(nèi)，來對纖維進(jìn)行浸潤。
可快速固化成型的聚氨酯或環(huán)氧樹脂原料，先經(jīng)過精確計(jì)量，再通過一個(gè)裝在模具上的混合頭進(jìn)行高壓混合。
如此，模具的型腔即是模塑成型部件的外形。所以，通常是生產(chǎn)有一定形狀的三維片狀結(jié)構(gòu)的部件，而不是那種類似中空結(jié)構(gòu)的部件，因?yàn)槿绻共考庑乌呄蛑锌盏男螤睿w維很容易產(chǎn)生皺褶。
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