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ANSYS 复合材料解决方案

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本文摘要(由AI生成):

本文介绍了复合材料的基本分类、应用领域以及ANSYS复合材料分析技术。文章详细阐述了ANSYS ACP的主要功能,包括创建复合材料模型、定义铺层设置、评估复合材料结构等,并介绍了其在ANSYS Workbench平台上的集成和数据传递方式。此外,文章还提及了复合材料分析中的失效准则和后处理过程。最后,总结了ACP的基本功能,并介绍了上海艾羽信息科技有限公司作为ANSYS合作伙伴在仿真技术方面的贡献。








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现代高科技的发展离不开复合材料,复合材料对现代科学技术的发展,有着十分重要的作用。复合材料的研究深度和应用广度及其生产发展的速度和规模,已成为衡量一个国家科学技术先进水平的重要标志之一。

现阶段,我国复合材料行业面临一个新的大发展时期,如城市化进程中大规模的市政建设、新能源的利用和大规模开发、环境保护政策的出台、汽车工业的发展、大规模的铁路建设、大飞机项目等。在巨大的市场需求牵引下,复合材料产业的发展将有很广阔的发展空间。

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01

复合材料介绍


   


复合材料(Composite Materials),是由两种或两种以上不同性质的材料,通过物理或化学的方法,在宏观上组成具有新性能的材料。各种材料在性能上取长补短。

(1)复合材料的分类

  • 颗粒增强复合材料

  • 纤维增强复合材料

(2)应用领域

航空航天、风能、运动娱乐、建筑行业、汽车行业、船舶行业、国防领域……


02

ANSYS复合材料分析技术


   


(1)复合材料单元

(2)Mechanical APDL包含多种复合单元

  • 不同截面属性的3D梁单元

BEAM188,BEAM189,ELBOW290 elements

  • 2D轴对称壳单元

SHELL208,SHELL209 elements

  • 3D铺层壳单元

SHELL181,SHELL281 elements  (SHELL131 and SHELL 132 are thermal shells)

  • 3D铺层实体单元

SLOID185,SOLID186,SOLSH190,SOLID278,SOLID279 elements

  • 厚度方向仅采用一个单元,模拟复合材料的铺层力学性能

    不需要单独的对每层划分网格

  • 可以采用多种失效准则,对复合材料的强度进行评估

    最大应变准则

    最大应力准则

    Tsai-Wu 准则

    用户自定义准则        


03

ANSYS Composite PrepPost介绍


   


(1)ANSYS ACP的主要功能

            创建各种形式的复合材料模型

            定义复合材料的铺层设置

            定义复合材料的纤维方向

  • 对复合材料结构进行评估

    评估每层的应力情况

    计算复合材料的失效        

(2)ANCYS ACP分析流程

(3)ACP与ANSYS数据传递

(4)ACP完全整合于ANSYS Workbench平台

(5)定义材料属性

  • 材料属性的定义同样在ANSYS材料库中进行

  • 定义材料属性的过程中需要考虑纤维的影响

  • 必须的材料属性设置
    x, y, z三个方向的杨氏模型          
    xy, yz, xz三个方向的剪切模量          
    xy, yz, xz三个方向的泊松比          
  • 失效准则需要定义应力极限值和应变极限值
  • 应力极限值和应变极限值在拉伸和压缩方向一般是不同的

(6)生成网格        
  • 网格划分过程与普通静力学通用
  • Mesh中所有的尺寸和选项控制都可以使用
  • 复合材料的建模分析,以面体的网格为起点
  • ACP同样能够进行实体复合材料的分析

(7)ANSYS ACP

(8)铺层设置        
  • 复合材料铺层设置

    采用的纤维层(fabric)

    确定需要铺层的位置

    铺层的参考方向

    增强纤维的方向(厚度方向)

(9)分析求解

(10)后处理

  • 失效准则

Max. Strain & Max. Stress

Tsai-Wu

Tsai-Hill

Hashin

Puck

LaRC

Cuntze

Face Sheet Wrinkling

Core Failure

  • 可以在后处理查看

失效准则

失效模式

关键层

临界载荷步


04

ACP基本功能总结


   


         完全集成于Workbench平台

         直观的创建复合材料铺层

         依据制造的过程创建模型

         简单高效的修改铺层设置

         包含目前通用的失效准则

          高效的后处理过程

上海艾羽信息科技有限公司是一个以CAE软件销售、技术咨询及服务,仿真咨询及规划布局为一体的高科技公司。

作为ANSYS的合作伙伴,艾羽致力于将ANSYS推出的产品,通过业界性能颇佳、颇丰富的工程仿真软件产品组合帮助客户解决复杂的仿真难题。力求与ANSYS一起,共同为中国制造业提供先进的仿真技术,通过仿真技术支撑中国2025。




来源:艾羽科技
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首次发布时间:2023-04-29
最近编辑:6月前
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