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LS-DYNA|复合材料带孔平板渐进损伤模拟

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本文将使用LS-DYNA从壳单元、实体单元来对复合材料带孔平板进行渐进损伤强度模拟。最后也使用ABAQUS软件对其进行了模拟对比。

01

几何模型

 
         

带孔平板长为100mm,宽为30mm,高为1mm,中间孔的直径为12mm。平板由纤维方向为[0/90/45/0]的四层复合材料铺层而成,每层厚度为0.25mm。平板一端被全约束,另一端受到位移为2mm的位移加载,作用时间为0.01s

          

02

材料参数

   
 

E11=131000MPa,E22=9000MPa,v12=v13=0.0307,v23=0.307,G12=G13=5000MPa,G23=4000MPa。纤维和基体强度分别Xt=1600MPa,Xc=1200MPa, Yt=200MPa, Yc=70MPa,S=90MPa。纤维方向使用chang-chang失效准则,而基体方向使用Tsai-Wu准则。

      

         

03

壳单元建模

 

本部分首先使用壳单元建模来模拟平板的渐进损伤。

壳单元几何模型

铺层角度

0°方向

90°方向

         

45°方向

         

0°方向

         

          

04

实体建模

 

LS-DYNA中对于solid单元,每一层实体单元代表代表一层铺层,通过*ELEMENT_SOLID_ORTHO关键字定义方向。操作路径为Element tools-Element Editing-Direction。然后通过Vector,Rotata,Map,Smooth来调整铺层方向。

          

05

位移-力曲线

 

由壳单元和实体单元的位移-力曲线可知,两种建模方式获得的最大承载力几乎是相同的,约为7KN。在加载和落载阶段两条曲线具有较高的重合度。

          

06

ABAQUS模拟结果

 

下面为使用ABAQUS来对上述模型进行模拟,使用Hashin失效准则,获得的位移-力曲线如下图所示,其最大承受载荷约为8KN,而通过LS-DYNA获得的最大载荷为7KN,两个软件结果具有一定的差异性,这可能与内置的算法和本构关系有关,尽管是同一本构Hashin模型,ABAQUSH和LS-DYNA在输入本构参数的时候还是具有一定差异。

来源:仿真社
LS-DYNA复合材料材料
著作权归作者所有,欢迎分享,未经许可,不得转载
首次发布时间:2023-06-06
最近编辑:9月前
仿真社
硕士 ABAQUS/LS-DYNA探索者
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