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圖4　纖維和基體在拉伸和壓縮下的應力-應變行為 圖5為通過VUMAT實現的邏輯算法流程圖，跨尺度數值實現的過程主要分為三個步驟。 圖5 ABAQUS/ Explicit中對跨尺度模型的VUMAT數值算法流程圖圖6為混合模型的牽引-分離關系圖。

現在如果考慮更高層面，不僅是在材料樣本層面而是著眼于大尺度的復合材料部件，若要對復合材料部件開展非常準確的結構分析，那么可以考慮使用高精度的多尺度結構分析方法。多尺度結構分析方法的基本思路是，首先用有限元離散化全局的復合材料部件，然后將每個有限元分別耦合到與其局部材料微觀結構相對應的RVE模型，同時對這些RVE模型也用有限元方法進行離散化。

Digimat 是由 e-Xstream engineering（現歸屬 Hexagon Manufacturing Intelligence）開發的專業復合材料多尺度建模與仿真平臺。它采用獨特的多尺度方法學框架，實現了從微觀纖維 / 基體界面到宏觀結構性能的跨尺度預測。其強大功能體現在多個方面。

現在如果考慮更高層面，不僅是在材料樣本層面而是著眼于大尺度的復合材料部件，若要對復合材料部件開展非常準確的結構分析，那么可以考慮使用高精度的多尺度結構分析方法。多尺度結構分析方法的基本思路是，首先用有限元離散化全局的復合材料部件，然后將每個有限元分別耦合到與其局部材料微觀結構相對應的RVE模型，同時對這些RVE模型也用有限元方法進行離散化。

軟件概述與技術架構Digimat是由e-Xstream engineering（現歸屬Hexagon Manufacturing Intelligence）開發的專業復合材料多尺度建模與仿真平臺。作為當前復合材料仿真領域的標桿軟件，Digimat采用獨特的多尺度方法學框架，實現了從微觀纖維/基體界面到宏觀結構性能的跨尺度預測。

海克斯康工業軟件Digimat復合材料多尺度分析建模平臺能夠幫助用戶完成多種復合材料復雜工程分析，強度非線性失效分析、蠕變、疲勞、沖擊（考慮應變率效應）、NVH（頻率依賴）等，支持的復合材料類型包括：連續纖維（CFRP）、長&短纖維（SFRP）、纖維編織、針刺、晶須、顆粒、片層等增強相和包括樹脂基、金屬基、碳碳和陶瓷基在內的多類基體材料。

Digimat復合材料建模平臺與Abaqus的聯合使用 Digimat是復合材料多尺度建模與仿真軟件，能夠對復合材料進行微觀和宏觀分析，預測其表現并計算其機械、熱及電氣特性。

一、主要研究方向碳纖維復合材料的研究主要分為材料設計、力學性能分析、制造工藝與結構仿真、失效與壽命預測四大類： 研究方向 主要內容 1.復合材料微觀建模 單纖維-樹脂界面模型、纖維分布統計模型、多尺度本構關系；研究纖維、界面和基體的耦合機理。

基于上述培訓內容，讓學員建立起CFRP材料體系常用多尺度分析的能力，為相關領域的深入應用提供基礎。培訓費用：培訓免費 席位有限 現場參加自備電腦培訓咨詢：龔老師 17721013876培訓報名：掃碼立即報名作為多體動力學分析軟件，Adams擁有廣泛的用戶群體。

VUMAT子程序詳解》（點擊圖片跳轉課程鏈接） ??課程大綱：(1) VUMAT整體講解(2) 在參考文獻中，復合材料漸進損傷失效模型有哪些異同，有哪些關鍵問題。

機織復合材料力學性能研究方法機織復合材料力學的研究發展的已經較為成熟，目前用的最多的就是多尺度分析，即從纖維束內部的微觀、到RVE（代表性單元：單胞）細觀、再到均質化處理的宏觀分析，逐層遞進獲取材料參數。其中以細觀研究開展較多，也是初學者必須過的一道坎。這里面首個難點就是建模。

本文基于顯式動力分析軟件LS-DYNA，針對固定式鋼覆復合材料防船撞裝置開展碰撞仿真研究。通過建立1000噸級船舶精細化有限元模型、混凝土橋墩三維實體模型以及鋼覆復合材料防撞裝置多尺度耦合模型，模擬了船舶-防撞裝置-橋墩系統的碰撞動力學行為。重點分析了碰撞過程中防撞裝置的動態響應特性，獲取了碰撞力時程曲線、能量吸收分布及結構損傷演變規律。

在此背景下，Digimat 作為專業的復合材料多尺度分析平臺，通過整合多尺度材料 & 逆向建模、材料數據庫、工藝結果映射及結構多尺度耦合分析、A- &B - 許用值虛擬計算等功能，為復合材料結構的精確分析與優化提供了完善解決方案。針對 CFRP 結構的疲勞難題，Digimat 專門開發了多尺度疲勞模型，該模型可與通用 CAE 軟件深度結合，構建起 CFRP 結構疲勞分析的完整流程。

目前關注于集成材料計算工程的應用，包括材料數據的存儲、管理及引用，多尺度復合材料精細建模和仿真分析，人工智能加速新材料研發和應用，機器學習應用于仿真加速和設計優化等方面，為客戶提供各類CAE仿真和材料應用解決方案。

Sprangers,C.A等進行V-22傾轉旋翼機機翼仿真（如圖1）分析，并通過振動試驗研究對仿真結果進行了驗證，提高了全尺寸機翼研制設計把握。諸多研究證明了復合材料機翼結構設計在傾轉旋翼機研制中具有重要的工程意義。 基于有限元方法分析了傾轉旋翼機復合材料機翼動特性，通過文獻測試結果驗證了有限元分析結果的準確性和建立的機翼模型可信度。

基于漸進損傷模型建立層合板的損傷確定、逐步演化和本構關系等損傷分析過程，能夠精準預測復合材料受單次或多次的沖擊行為。建立漸進損傷本構模型建立纖維增強復合材料三維有限元模型，采用實體單元和內聚力cohesive單元分布模擬復合材料層內和層間損傷。

海克斯康工業軟件為此推出了針對復合材料結構分析的解決方案，通過多尺度復合材料分析平臺Digimat和高級非線性CAE分析工具Marc聯合使用，可實現部分復合材料結構的高級分析功能，典型的包括：復合材料結構熱濕性能分析、復合材料結構固化分析、熱塑復合材料結構分析、復合材料疲勞分析等功能。