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ANSYS ACP是一款專(zhuān)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(jiǎn)潔高效和人性化的設(shè)置操作，但限于儲(chǔ)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(tái)建立等比例、高精度的Ⅳ型儲(chǔ)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

涉及ACP復(fù)合材料鋪層，后處理等相關(guān)設(shè)置方法。過(guò)程詳細(xì)，結(jié)果合理。相關(guān)復(fù)合材料鋪層均可使用該文檔方法設(shè)置完成。附帶詳細(xì)講解視頻和案例模型 復(fù)合材料因其高比強(qiáng)度、可設(shè)計(jì)性強(qiáng)等特點(diǎn)，在無(wú)人機(jī)輕量化結(jié)構(gòu)中應(yīng)用廣泛。

復(fù)合材料層合板設(shè)置 最后復(fù)合材料層合板模型可以通過(guò)查詢(xún)鋪層查看其鋪層信息，如下圖所示。 復(fù)合材料層合板鋪層信息 （3） 邊界條件 分別在兩個(gè)端面處建立參考點(diǎn)RP-1與RP-2，分別與兩個(gè)端面進(jìn)行耦合約束，方便施加載荷約束與載荷位移曲線(xiàn)結(jié)果的提取。左端固定，右端施加沿x方向的拉伸載荷2mm。

5.后處理復(fù)合材料變形和失效結(jié)果： 完成失效模擬后，需要進(jìn)行后處理以查看復(fù)合材料的變形和失效結(jié)果。可以使用ABAQUS CAE提供的后處理功能來(lái)可視化和分析模擬結(jié)果，例如查看復(fù)合材料的應(yīng)力、應(yīng)變分布、損傷演化和失效模式等。 以下是詳細(xì)的步驟和注意事項(xiàng)： 1.設(shè)置復(fù)合鋪層： a.

進(jìn)行疲勞分析，首先需考慮材料疲勞參數(shù)，雙擊“engineering data”打開(kāi)材料數(shù)據(jù)庫(kù)編輯材料屬性。復(fù)合材料無(wú)法進(jìn)行疲勞計(jì)算，需要轉(zhuǎn)化為各項(xiàng)同性材料后再計(jì)算疲勞。 材料屬性界面。由于復(fù)合材料鋪層為混合鋪層，無(wú)法直接計(jì)算疲勞，需尋找最弱方向的彈性模量和泊松比，作為疲勞計(jì)算的強(qiáng)度材料屬性。

13、后處理-查看層間應(yīng)力-查看失效區(qū)域 1、選用最大應(yīng)力和蔡-吳失效準(zhǔn)則進(jìn)行判斷； 2、復(fù)合材料橫向強(qiáng)度為29MPa，而S2最大應(yīng)力為39MPa，存在失效現(xiàn)象，且在模型兩側(cè)和中間居多， S2t（7）代表第7層預(yù)浸料樹(shù)脂收到拉應(yīng)力而失效，但最大應(yīng)力是單一失效準(zhǔn)則，準(zhǔn)確度不高，供參考；基于蔡-吳無(wú)失效。

其次進(jìn)入 property 模塊生成材料，參考上表編輯其彈性參數(shù)。編輯截面進(jìn)行 復(fù)合層板的鋪層完成材料屬性、截面屬性的定義。圖 3-2 鋪層接著生成裝配件，定義屈曲分析步。對(duì)所建模型施加邊界條件和施加載荷。將圓筒的一端固支，另一端施加單位 1 的均布軸邊壓載。最后進(jìn)行網(wǎng)格劃分。考慮到在復(fù)合材料層合殼模型中剪切柔度的影響，可采 用厚殼單元 S4R 來(lái)模擬它。

3、仿真流程說(shuō)明1）模型建立2）材料參數(shù)賦予及鋪層查看，該參數(shù)可根據(jù)用戶(hù)實(shí)際情況更改；3）裝配模型4）多步分析步其中第一步為挖開(kāi)土壤，第2-10步為分九塊將土壤掩埋，分析步數(shù)和土塊數(shù)均可通過(guò)二次開(kāi)發(fā)參數(shù)化。

后處理模塊中，可以顯示每一個(gè)鋪層厚度方向上的應(yīng)力、位移、損傷云圖，也可以顯示復(fù)合材料厚度方向上變量的變化曲線(xiàn)。復(fù)合材料建模模塊（CMA）通常情況下，在進(jìn)行仿真分析中，復(fù)合材料鋪層都是按照理想設(shè)計(jì)進(jìn)行分析的。而在復(fù)合材料實(shí)際的加工制造過(guò)程中，纖維鋪層不可避免地會(huì)發(fā)生折疊、交錯(cuò)，因此纖維的方向以及鋪層的厚度都會(huì)發(fā)生變化。

4.2 纖維取向?qū)?em>復(fù)合材料彎曲性能影響為了研究纖維取向度對(duì)其制備的復(fù)合材料性能的影響，采用模壓成型工藝制備 CF/EP 復(fù)合材料。

然而，對(duì)于復(fù)合材料而言，還面臨一個(gè)問(wèn)題就是鋪層定義。尤其我們做UMAT/VUMAT，需要使用實(shí)體網(wǎng)格，這時(shí)候ABAQUS的自帶的鋪層模塊就沒(méi)法用了。鋪層一多，搞鋪層定義就需要花時(shí)間。在這個(gè)執(zhí)念下，后來(lái)我編寫(xiě)了很多參數(shù)化建模的小工具在項(xiàng)目里使用。本期我們就以最簡(jiǎn)單的層合板為例，介紹一下自己搞自動(dòng)建模工具的思路，本次開(kāi)發(fā)采用MATLAB語(yǔ)言。

圖4 電池包隨機(jī)響應(yīng)分析 應(yīng)力均方根（RMS）結(jié)果云圖4）新增復(fù)合材料分析功能AIFEM新增了面向復(fù)合材料場(chǎng)景的結(jié)構(gòu)靜力學(xué)和動(dòng)力學(xué)分析功能，通過(guò)創(chuàng)建鋪層屬性，描述復(fù)合材料的材料特性、厚度和角度特征，可以求解得到復(fù)材中各個(gè)鋪層的應(yīng)力、應(yīng)變結(jié)果；同時(shí)新增了正交各項(xiàng)異性的材料本構(gòu)模型，可以通過(guò)工程常數(shù)、矩陣分量、單層板三種參數(shù)形式來(lái)描述材料在不同方向上的力學(xué)特性，進(jìn)一步完善了復(fù)合材料的仿真場(chǎng)景

最后通過(guò)可視化后處理模塊Visualization進(jìn)行等效塑性應(yīng)變及應(yīng)力云圖的分析查看·。得到的云圖結(jié)果如圖3所示。可以發(fā)現(xiàn)，法蘭盤(pán)接頭的四周應(yīng)變值較大，而中間靠近圓心的倒角處反而處于較低的應(yīng)力應(yīng)變范圍。

此外，在潮濕的環(huán)境中，基體材料會(huì)吸收水分并降解，從而減少對(duì)纖維的支撐。上述一些性能隨著濕度和溫度的降低而降低，必須考慮最壞的干/濕條件和冷/熱環(huán)境的組合。如果滿(mǎn)足制造要求，則只能通過(guò)查看總結(jié)構(gòu)重量影響來(lái)對(duì)不同半成品進(jìn)行最終評(píng)估。

復(fù)合材料顯示模式主要就是顯示復(fù)合材料（如碳纖維）一層一層的鋪層、以及鋪層的方向（比如0度、45度呀）等等這些信息。geometry面板里的“cleanup tolerance”（幾何的清理容差）；cleanup tolerance在我們進(jìn)行模型導(dǎo)入時(shí)就會(huì)產(chǎn)生作用。