ansys如何建立複合材料層合板模型?


層合板是鋪層複合材料

鋪層複合材料由於厚度較薄,一般用殼單元模擬的,也有用實體單元模擬的例子,但不管哪種都屬於單物質單元,所以單元只能賦予一種材料,所以模擬複合材料的主要工作其實就是對多層材料進行剛度等效,這裡一般有兩種思路

一種稱之為宏觀建模。

這個其實就是個手動的方法,利用複合材料力學中的複合板理論計算出疊層的總剛度,把這個剛度直接賦給殼單元,如果鋪層的方案比較複雜的話,就比較費勁了。

第二種其實就是讓軟體替代你手動的這部分工作,人工只需要添加鋪層的信息即可(包括單層的材料屬性,厚度,主方向等),這個在ANSYS中有個專門的模塊,叫ACP模塊,在model中創建好殼單元結構,導入到ACP中鋪層即可,非常方便,界面如下圖這個。

值得一提的是,複合材料的計算鋪層只是一部分工作,複合材料的破壞準則不同於常規的材料力學的強度指標,用的是 蔡-吳;蔡-希爾等準則,這個指標的合成也是比較麻煩,所以ACP也提供了自動合成的方法,建議你學一下這個工具,用起來非常方便。

前面說了,複合材料的模擬一般單元里只能賦予一種材料,但也有二般情況呀。我記得有一種方法叫做多尺度有限元的(可能不準確),還是讀研的時候一位老院士用的,他在計算長江三角洲的沉降,因為橫縱的跨度過大,而地基又是分層的,所以他想了個辦法,使得一個實體單元中可以賦予好幾層材料,從而降低了整體模型的單元數量,真是非常的巧妙。


shell 181或者solid186這種層合單元或者acp模塊裡面設置鋪層


題主需要先選取單元類型,例如shell181,而後在section 里找到shell,添加,對話框會讓你填入層數、厚度、鋪層方向等。


推薦給題主一本書《 ANSYS 16.0 有限元分析 從入門到精通》(電子工業出版社),曹淵先生編著。

這本書的第19章就是複合材料分析:

19.2 建立複合材料模型

19.2.1 選擇合適的單元類型

19.2.2 定義材料的疊層結構

19.2.3 定義材料的失效準則

19.2.4 應遵循的建模和後處理規則

相信一定會對題主有所幫助。


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