細觀力學的案例
固體塑性變形—細觀塑性力學 附塑性力學同濟大學下載
細觀力學包括實驗、理論和計算這3個緊密聯系的方面。實驗提供了細觀力學的物理依據，理論研究提供了物理規律的抽象模型和基本理論，計算分析則是一種有效的仿真和實驗手段。
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abaqus建立三維橢球模型，主要用于有限元細觀力學分析，建立幾何模型 ￥40
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『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 復合材料力學分析的三個方法
文 / 蘇格拉偉
對于復合材料的力學分析和研究大致可分為材料力學和結構力學兩大部分，習慣上把復合材料的材料力學部分稱為復合材料力學，而把復合材料結構(如板、殼結構)的力學部分稱 為復合材料結構力學，有時這兩部分也統稱為復合材料力學。復合材料的材料力學部分按采用力學模型的精細程度可分為細觀力學和宏觀力學兩部分，下面分別說明這三種力學分析方法的基本特點。
1. 細觀力學
它從細觀角度分析組分材料之間的相互作用來研究復合材料的物理力學性能。它以纖維和基體為基本單元，把纖維和基體分別看成是各向同性的均勻材料，根據材料纖維的幾何形狀和布置形式、纖維和基體的力學性能、纖維和基體之間的相互作用(有時應考慮纖維和基體之 間界面的作用)等條件，來分析復合材料的宏觀物理力學性能。這種分析方法比較精細但相當復雜，目前還只能分析單層材料在簡單應力狀態下的一些基本力學性質，例如材料主軸方向的彈性常數及強度。
此外，由于實際復合材料纖維形狀、尺寸不完全規則和排列不完全均勻，制造工藝上的差異和材料內部存在空隙、缺陷等，細觀力學分析方法還不能完全考慮材料的實際情況，需進一步研究。以細觀力學分析復合材料性質，在復合材料力學的學科范圍內是不可缺少的重要組成部分，它對研究材料的破壞機理、提高復合材料性能、進行復合材料和結構設計 將起到很大作用。
ANSYS和ABQAUS都可以建立復合材料細觀模型，進行相關的研究。
2. 宏觀力學
它從材料是均勻的假定出發，只從復合材料的平均表觀性能檢驗組分材料的作用來研究復合材料的宏觀力學性能。它把單層復合材料看成均勻的各向異性材料，不考慮纖維和基體的具體區別，用其平均力學性能表示單層材料的剛度、強度特性，可以比較容易地分析單層和疊層材料的各種力學性質，所得結果較符合實際。宏觀力學的基礎是預知單層材料的宏觀力學性能，如彈性常數、強度等。
展開 
《Engineering Failure Analysis》：混凝土保護層銹脹開裂細觀力學模擬
細觀層次下，混凝土是由粗骨料、砂漿和二者界面區組成的三相復合材料，其中界面區是最薄弱的環節，因而銹脹裂縫也往往在此處萌生和擴展。為研究細觀層次下保護層的銹脹開裂過程，北京工業大學的杜修力（第一作者）和金瀏（通訊作者）兩位學者采用基于ABAQUS建立了用以計算保護層銹脹開裂細觀有限元模型，并在《Engineering Failure Analysis》上發表了題為“Meso-scale numerical investigation on cracking of cover concrete induced by corrosion of reinforcing steel”的研究成果。有限元模型中，粗骨料采用隨機骨料的投放方法，骨料體積含量高達46.5%。并討論了保護層厚度，骨料分布和鋼筋位置對于保護層銹脹開裂過程力學反應的影響。
內容簡介
現有的預測保護層銹脹開裂數值模型中，大多采用宏觀模型，即假設混凝土為均質材料，而實際上混凝土是是由粗骨料、砂漿和二者界面組成的多相復合材料。在宏觀層次下，無法體現各相材料對于保護層銹脹裂縫萌生和擴展的影響，因此有必要采用細觀力學模型研究保護層的銹脹開裂過程及力學反應。作者所建立的不同保護層厚度下鋼筋混凝土細觀數值模型如圖1所示，其中混凝土模型的截面尺寸為150mm×150mm，鋼筋直徑為16mm，骨料體積含量為46.5%，保護層厚度分別為20-40mm。
展開 復合材料力學
7.4 考慮濕熱變形的層合板應力和強度分析
習題
第8章 層合平板的彎曲、屈曲與振動
第9章 若干專題
第3篇 復合材料細觀力學
第10章 復合材料的有效性質和均質化方法
第11章 單層復合材料的細觀力學分析
第12章 復合材料的單夾雜問題
第13章 復合材料線性有效模量預測的近似方法
第14章 智能復合材料
參考文獻
離散元對加固尾砂在干濕循環作用下的細觀力學分析
離散元對加固尾砂在干濕循環作用下的細觀力學分析
禹雪陽1,劉邦瑤1,田亞坤1,2,伍玲玲1,2,張志軍1,2*
(1.南華大學 資源環境與安全工程學院,湖南 衡陽 421001;2.湖南省礦山巖土工程災害預測與控制工程技術研究中心,湖南 衡陽 421001)
摘 要：為探究加固尾砂在干濕循環作用影響下力學性能、力鏈和尾砂顆粒運動的變化,通過對加固尾砂進行三軸試驗和離散元顆粒流(PFC2D)模擬試驗,分析其力學性能變化趨勢,并且探究尾砂顆粒間受力傳力和顆粒運動的演變。試驗結果表明:加固尾砂峰值應力隨著干濕循環次數增加而逐漸遞減,但是其峰值應力相較于原狀尾砂至少提升2.13倍;在干濕循環作用下,加固尾砂內部力鏈逐漸加粗,網狀粗力鏈區域增多,且網狀粗力鏈區域發生位置變化;試樣破壞碎片數量隨循環次數增加而增加,碎片集中區隨著循環進行,從試樣下部向上部移動;干濕循環造成尾砂顆粒位移情況發生改變,顆粒不同位移區域增加,并在試樣上端產生大量不同位移區域,造成試樣上端更容易被破壞。
關鍵詞：干濕循環;力學性能;PFC;力鏈;顆粒位移
0 引 言
因世界各國尾礦庫安全問題頻發,如2019年巴西布魯馬迪紐潰壩事件,造成了嚴重的安全事故,給經濟帶來了不可挽回的損失。為了解尾礦庫壩體的特性和治理尾礦庫安全問題,世界各國學者在不同種類的土體物理力學性能和微生物土體加固方面展開了大量研究。
微生物加固是土體綠色治理方案,它能有效填充土體孔隙,增強土體力學性能[1]。微生物加固能顯著提升土體物理性能和土體強度,并且在短時間內能數倍提升土體抗剪強度[2]。且微生物加固能有效降低土體導水率,從而降低土體累積侵蝕量和侵蝕速度[3]。通過微生物加固技術加固土體,還能有效降低土體開裂甚至修復土體裂縫[4]。
展開 《復合材料力學》
7.4 考慮濕熱變形的層合板應力和強度分析
習題
第8章 層合平板的彎曲、屈曲與振動
第9章 若干專題
第3篇 復合材料細觀力學
第10章 復合材料的有效性質和均質化方法
第11章 單層復合材料的細觀力學分析
第12章 復合材料的單夾雜問題
第13章 復合材料線性有效模量預測的近似方法
第14章 智能復合材料
參考文獻
【免費直播】LS-DYNA在復合材料計算方面的特點和應用
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主要從事復合材料宏、細觀力學的研究，在計算細觀力學、空氣動力學以及流固耦合力學等方面受到了的專業訓練，具有堅實的理論基礎和廣泛深入的專業知識。作為項目負責人/技術負責人，承擔或參與了如復合材料典型結構靜強度、損傷容限及修理分析研究、基于浸沒式邊界法的水上迫降流固耦合作用研究、復合材料可靠性維修設計及維護修理技術、XX飛機水上迫降、穿甲防護、汽車炸彈防護、化學炸彈拆除安全房結構設計、XX大壩圍堰爆炸拆除、XX船只蒸汽管路動力系統仿真、玻璃鋼煙筒的結構設計與仿真等30多項科研項目。具有豐富的數值模擬經驗。
三、適用人群
對復合材料仿真感興趣的工程師；LSDYNA仿真工程師；相關專業在校師生。
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展開 Digimat復合材料建模平臺與Abaqus的聯合使用
復合材料以優異的性能被廣泛應用于航空航天、高速鐵路、新能源等領域，然而隨著應用領域越來越廣，結構也更為復雜，給復合材料結構力學分析帶來了巨大的挑戰。尤其是在工程應用中的強度失效及斷裂問題的發生，常是發生在微米量級上。傳統板、殼等在宏觀尺度上的理論分析方法已很難滿足實際需要。因此，借助于計算機進行復合材料的小尺度分析是解決這一問題的關鍵。
復合材料的小尺度分析的核心步驟有以下兩點：小尺度（微米、納米量級）上的有限元模型的建立與細觀力學強度失效理論。本課程主要通過Digimat建立的細觀力學模型作為ABAQUS軟件的前處理輸入模型，在ABAQUS實現求解計算及后處理處理，以實現對跨尺度下的復合材料進行分析。
微尺度、中尺度和宏觀尺度模擬的維度
而關于細觀力學強度失效理論，現階段是考慮三個部分進行處理，分別是基體相、界面相（一般用0厚度的cohesive單元）、增強相（纖維、顆粒）。由于此塊內容是復合材料細觀分析的重點，故會在后續做一期專題系列課程，在這里簡單做一些我對這方面工作的理解與認識。對于基體相的強度失效處理是通過vumat或者Abaqus自帶的損傷本構（brittle damage、ductile damage以及shear damage）去實現單元失效刪除，以模擬出裂紋在基體中擴展的效果，一般情況下考慮基體的塑性損傷比較多。對于界面相的強度失效處理是在界面相與增強相嵌入0厚度的cohesive單元模擬界面脫粘裂紋，也有部分學者會考慮有厚度的界面相，而有厚度的界面相的強度失效處理是與基體相的處理相同。而對于增強相來說，一般情況下我們不考慮其強度失效，因為在實際工程應用或者科學實驗中，很少觀察到增強相的開裂，大多數失效形式是界面脫粘及基體開裂。
展開 案例 | 利用Digimat縮短短纖維強化塑料（SFRP）的早期設計開發周期
為了能夠應用這一技術，設計工程師需要：
? 建立并使用一種細觀力學模型
? 掌握零部件中的纖維走向分布
但是，不同于金屬材料的設計，設計工程師若想獲知纖維走向情況，那么通常需要進行注塑仿真，或者需要得到相關專業部門機構的幫助，因此完成整個模擬過程需要很長時間。
“Digimat解決方案使我們能夠最優化增強型塑料部件的設計過程，以更好地執行我方客戶的項目。Digimat為我們提供了一種快速高效的方法，能夠擴展我們在增強型塑料部件設計中的業務活動范圍，且在仿真分析過程中無需使用任何額外資源。”
Sokaris Ingenierie公司技術經理，蒂埃里?拉維
解決方案
Sokaris Ingenierie公司采用e-Xstream的Digimat解決方案來擴展其專業領域，無需使用任何額外資源。
展開 
復合材料仿真分析基礎篇---概述
這樣的離散可以使鋪層的力學性能、鋪層方向、鋪層形式直接體現在剛度矩陣中。
v
有限元分析軟件，均把增強材料和基體復合在一起，討論結構的宏觀力學行為，因此可以忽略復合材料的多相性導致的微觀力學行為，以每一鋪層為分析單元。
2、復合材料仿真模型及方法
n
宏觀力學分析方法
從材料是均勻的假定出發，僅從復合材料平均表觀性能檢驗組分材料的作用來研究復合材料的宏觀力學性能。將單向板看成均勻的各向異性材料，不考慮纖維與基體的具體區別，用其平均性能來表示單層材料的剛度和強度特性。可以比較容易地分析單層和疊層材料的各力學性質。
n
細觀力學分析方法
從分析組分材料之間的相互影響來研究復合材料的力學性能。由于實際纖維形狀不完全規則和排列不完全均勻，制造工藝差異與材料內部的缺陷等，細觀力學分析方法尚不能完全反應實際材料狀況，故尚需進一步深入研究。
n
復合材料結構力學分析方法
它從更粗略的角度，把疊層材料作為分析的起點，來分析復合材料結構的力學性能。它借鑒現有均勻各向同性材料結構力學的分析方法，對各種形狀的結構元件進行分析。
此外，常用的分析模型（方法）還包括離散增強模型和子模型等，離散增強模型利用離散單元或其它建模工具（如rebar）來建立增強模型，而子模型則主要用于分析增強纖維尖端的應力集中等問題。
展開 復合材料仿真分析基礎篇---概述
這樣的離散可以使鋪層的力學性能、鋪層方向、鋪層形式直接體現在剛度矩陣中。
△有限元分析軟件，均把增強材料和基體復合在一起，討論結構的宏觀力學行為，因此可以忽略復合材料的多相性導致的微觀力學行為，以每一鋪層為分析單元。
2、復合材料仿真模型及方法
△宏觀力學分析方法
從材料是均勻的假定出發，僅從復合材料平均表觀性能檢驗組分材料的作用來研究復合材料的宏觀力學性能。將單向板看成均勻的各向異性材料，不考慮纖維與基體的具體區別，用其平均性能來表示單層材料的剛度和強度特性。可以比較容易地分析單層和疊層材料的各力學性質。
△細觀力學分析方法
從分析組分材料之間的相互影響來研究復合材料的力學性能。由于實際纖維形狀不完全規則和排列不完全均勻，制造工藝差異與材料內部的缺陷等，細觀力學分析方法尚不能完全反應實際材料狀況，故尚需進一步深入研究。
△復合材料結構力學分析方法
它從更粗略的角度，把疊層材料作為分析的起點，來分析復合材料結構的力學性能。它借鑒現有均勻各向同性材料結構力學的分析方法，對各種形狀的結構元件進行分析。
此外，常用的分析模型（方法）還包括離散增強模型和子模型等，離散增強模型利用離散單元或其它建模工具（如rebar）來建立增強模型，而子模型則主要用于分析增強纖維尖端的應力集中等問題。
abaqus-復合材料仿真分析基礎篇.pdf
展開 三維編織碳纖維車身結構的開發技巧
三維編織CFRP細觀力學性能研究
通過三維編織CFRP細觀力學性能研究，掌握三維編織CFRP力學性能預測及優化仿真方法。將三維編織CFRP單胞（形成復合材料的服從周期分布的最小重復單元，見圖1）作為研究對象，其基本構成包括四部分：兩個編織方向的編織紗束（玻纖）、軸向紗束（碳纖）以及基體（樹脂）。仿真過程中首先分別對絲束和基體進行解析模擬，然后通過加權算法將各部分的彈性數值模型進行復合，基于漸進失效準則來預測材料的強度，形成三維編織CFRP細觀力學參數化解析模型。
基于參數化解析模型對三維編織CFRP力學性能進行分析，通過材料樣片試驗結果對模型進行修正，以保證模型精度。通過改變原材料參數和編織參數，可實現對材料力學性能的預測（見圖2）。
三維編織CFRP車身結構設計及制造共性技術研究
北汽集團新技術研究院以北汽某自主品牌車型車頂橫梁為依托，通過選材設計、結構設計、仿真分析、工藝試制、試驗及裝配驗證等全流程開發，開展三維編織CFRP車身結構設計及制造共性技術研究。
在設計階段，基于參數化解析模型，以質量最小為優化目標，各向剛度不低于原鈑金結構為約束條件，采用優化算法，對CFRP的編織角度、各方向纖維體積含量等參數進行優化，為選材設計、結構設計、編織工藝設計提供指導。采用仿真分析方法，對三維編織CFRP車頂橫梁及其搭載車身總成、整車的各項性能進行分析驗證，各項性能指標均優于原鈑金結構，滿足性能要求。
通過三維編織預成型和RTM固化成形工藝進行三維編織CFRP車頂橫梁的樣件制作（見圖3）。通過環境試驗、力學性能試驗、禁限用物質試驗及裝配等驗證，三維編織CFRP車頂橫梁各項指標滿足整車性能及裝配要求，且結構減重率達40%，輕量化效果顯著。
展開 【5月18-19日 上海】基于LS-DYNA的復合材料和流固耦合-進階培訓
技術鄰專家頁面：https://www.yqgqt.org.cn/z/400914
主要從事復合材料宏、細觀力學的研究，在計算細觀力學、空氣動力學以及流固耦合力學等方面受到了的專業訓練，具有堅實的理論基礎和廣泛深入的專業知識。作為項目負責人/技術負責人，承擔或參與了如復合材料典型結構靜強度、損傷容限及修理分析研究、基于浸沒式邊界法的水上迫降流固耦合作用研究、復合材料可靠性維修設計及維護修理技術、XX飛機水上迫降、穿甲防護、汽車炸彈防護、化學炸彈拆除安全房結構設計、XX大壩圍堰爆炸拆除、XX船只蒸汽管路動力系統仿真、玻璃鋼煙筒的結構設計與仿真等30多項科研項目。具有豐富的數值模擬經驗。
時間地點
時間：2019年5月18日-5月19日
地點：上海
培訓大綱
藍牙老師應用案例
【視頻】LS-DYNA 復合材料數值仿真----鋪層定義
LS-DYNA 應用案例合集（來自這些年做的項目或者有代表性的練習）
LSPP前處理教程和復合材料鋪層設計資料
LS-DYNA 復合材料層合板每層應力輸出方法和損傷云圖顯示！
救生艇高空滑落入水流固耦合計算以及安全性能評估
LS-DYNA小技巧之 耦合自由度的設置（非剛性連接）
更多應用案例，請查看：https://www.yqgqt.org.cn/z/400914/material?nagivator=post
培訓費用
原價：5000元
現特惠價：3200元
培訓費用包含培訓費、資料費、證書費、午餐費，住宿及晚餐費自理。
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