OptiStruct層合板復(fù)合材料的分析

層合板復(fù)合材料的分析OptiStruct鋪層順序定義

?

沿單元法向，從底層至頂層

[00/450/900/-450]，第1層00，第2層450，第3層900，第4層-450材料定義

?

正交各向異性MAT8?

z向?yàn)閱卧ㄏ颍?、2向?yàn)椴牧现飨?

E1、E2材料主向楊氏模量，NU12面內(nèi)泊松比，G1z、G2z面外剪切剛度?

Xt，Xc，Yt，Yc，S材料強(qiáng)度?

F12

Tsai-Wu失效準(zhǔn)則參數(shù)?

Puck失效準(zhǔn)則需結(jié)合MATF使用鋪層方向定義

?

材料坐標(biāo)

?

鋪層角

?

Drape角度變化

?

僅適用于基于PLY的建模材料坐標(biāo)?

以CQUAD4為例，其他單元相同?

Theta：G1->G2沿單元法向逆時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)Theta角后的方向即為材料1軸方向?

MCID：MCID坐標(biāo)系統(tǒng)x軸在單元上的投影即為材料1軸方向鋪層角

?

PCOMPG、PCOMP、PLY上可設(shè)置鋪層角Drape角度變化?

在復(fù)合材料DRAPE工藝中可能導(dǎo)致局部區(qū)域鋪層厚度、角度的變化?

DTYPE#

：對(duì)象類(lèi)型，ELEM、SET、ALL?

DID#：對(duì)象ID?

T#：厚度改變因子?

THETA#：角度變化基于區(qū)域的建模方法

?

PCOMP/PCOMPG基于區(qū)域的鋪層

?

Z0，中面偏置

?

SB，層間抗剪強(qiáng)度

?

FT，失效準(zhǔn)則

?

GPLYID#，鋪層ID，不能重復(fù)

?

MID#，鋪層材料

?

THETA#，鋪層角

?

SOUT#，鋪層應(yīng)力及失效指數(shù)輸出控制基于區(qū)域的建模方法?

PCOMP/PCOMPG基于區(qū)域的鋪層?

LAM，層合板屬性選型??????MEM，只考慮薄膜應(yīng)力，需定義所有鋪層BEND，只考慮彎曲應(yīng)力，需定義所有鋪層SMEAR，忽略鋪層順序，忽略中面偏置，需定義所有鋪層SMEARZ0，同SMEAR，但是考慮中面偏置SMCORE，前n-1層定義上下表面層，第n層定義中間層，不考慮中間層剛度。不考慮鋪層順序SYMEM/SYBEND/SYSMEAR，同上，采用對(duì)稱(chēng)鋪層，只需定義中面下半部分鋪層

ElementPCOMP/PCOMPG(THETA,T,SB,FT,LAM)

MAT

(X,Y,S)

基于PLY的建模方法

?

STACK、PLY、PCOMPP上LAM、THETA、SOUT、Z0、SB、FT定義同PCOMPG/PCOMP

STACKPly(THETA,T)

MAT(X,Y,S)DRAPEELEMENT

PCOMPP(SB,FT,LAM)鋪層結(jié)果輸出

?

輸出鋪層的應(yīng)力應(yīng)變，CSTRESS/CSTRAIN

?

可輸出鋪層厚度方向不同位置應(yīng)力應(yīng)變鋪層結(jié)果輸出

?

失效指數(shù)

?

對(duì)SOUT=YES（PCOMPG/PCOMP/PLY）的鋪層計(jì)算失效指數(shù)

?

單元的失效指數(shù)為該單元所有鋪層失效指數(shù)的最大值。

?

SOUT=NO的鋪層不會(huì)參與單元失效指數(shù)計(jì)算基于

PCOMPG的復(fù)合材料分析流程?

創(chuàng)建材料，設(shè)置材料楊氏模量、泊松比、抗拉強(qiáng)度、抗壓強(qiáng)度、抗剪強(qiáng)度?

調(diào)整單元法向，使單元法向一致?

設(shè)置材料坐標(biāo)（MCID/THETA）?

創(chuàng)建PCOMPG，設(shè)置鋪層順序、鋪層角度、鋪層厚度、層間剪切強(qiáng)度、失效準(zhǔn)則?

將PCOMPG賦給相應(yīng)的區(qū)域。?

對(duì)不同鋪層的區(qū)域建立PCOMPG，并賦給相應(yīng)區(qū)域的單元?

設(shè)置邊界條件、載荷、輸出控制、分析類(lèi)型，提交計(jì)算基于

PCOMPG的復(fù)合材料分析基于STATCK+PLY+PCOMPP的復(fù)材分析流程?

創(chuàng)建材料，設(shè)置材料楊氏模量、泊松比、抗拉強(qiáng)度、抗壓強(qiáng)度、抗剪強(qiáng)度?

調(diào)整單元法向，使單元法向一致?

設(shè)置材料坐標(biāo)（MCID/THETA）?

建立PLY，設(shè)置每個(gè)鋪層的材料、厚度、鋪層角、鋪層區(qū)域?

建立STATCK，設(shè)置鋪層順序?

建立PCOMPP，設(shè)置層間抗剪強(qiáng)度、失效準(zhǔn)則，并賦給相應(yīng)區(qū)域的單元?

設(shè)置邊界條件、載荷、輸出控制、分析類(lèi)型，提交計(jì)算基于STATCK+PLY+PCOMPP的復(fù)材建模及分析

?

從Catia

CPD文件導(dǎo)入鋪層形狀（幾何形狀，線(xiàn)）和鋪層數(shù)據(jù)（名稱(chēng)，厚度，材料，鋪層角度）?

導(dǎo)入或創(chuàng)建網(wǎng)格?

從Fibersim文件導(dǎo)入復(fù)材屬性，導(dǎo)入復(fù)材屬性，幾何，層疊順序和drape數(shù)據(jù)信息?

將幾何鋪層形狀信息轉(zhuǎn)換到有限元網(wǎng)格?

包含額外信息，用于通過(guò)擴(kuò)展屬性模版自動(dòng)創(chuàng)建屬性?

定義層疊次序方向和參考材料方向?

通過(guò)3D顯示檢查數(shù)學(xué)模型?

層合板識(shí)別:

將給予鋪層的模型轉(zhuǎn)變?yōu)榛趨^(qū)域的模型?

導(dǎo)出到任意支持的求解器復(fù)合材料的導(dǎo)入建模流程

導(dǎo)入幾何模型

創(chuàng)建網(wǎng)格

導(dǎo)入Fibersim等效模型

幾何鋪層形狀識(shí)別

創(chuàng)建屬性模版

材料方向

查看和修改

識(shí)別基于鋪層的模型

導(dǎo)出和求解復(fù)合材料信息的導(dǎo)入?

CAD數(shù)據(jù)導(dǎo)入???????鋪層幾何鋪層層疊次序

層合板主坐標(biāo)系鋪層厚度鋪層方向Drape

數(shù)據(jù)

表(Fibersim)材料?

支持的接口

?

OptiStruct

/

RADIOSS

(bulk)??NastranAbaqus

(Catia

CPD)層疊次序鋪層幾何Fibersim:

正確的厚度和鋪層角度復(fù)合材料的導(dǎo)入

?

將幾何形狀信息轉(zhuǎn)換為有限元鋪層

將CAD數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換到有限元網(wǎng)格

?

探測(cè)在鋪層幾何內(nèi)的單元

?

額外Fibersim計(jì)算:

?

?

創(chuàng)建DRAPE卡片

?

轉(zhuǎn)換減薄因子

‘T’

?

計(jì)算角度變化

‘THETA’

?

查看和調(diào)整鋪層幾何

?

更多模型準(zhǔn)備步驟

?

創(chuàng)建屬性模版

?

賦材料坐標(biāo)系G2G4沿單元法向投影

纖維方向（最終）

單元法

向

單元中心

G1

幾何鋪層形狀

得到的有限元鋪

層形狀纖維方向

（名義方向）

G3

材料1軸

材料x(chóng)軸

（默認(rèn)G1-G2

）復(fù)合材料基于區(qū)域的建模方法（PCOMP/PCOMPG）?

每一個(gè)

ply

drop/add

(i.e.

Zone)需要一個(gè)屬性?

在

zones之間屬性是沒(méi)有關(guān)聯(lián)的

重復(fù)的數(shù)據(jù),

無(wú)法直接得到

Ply

形狀PCOMP

PCOMP和PCOMPG的區(qū)別?

PCOMPG相對(duì)于PCOMP多出了一個(gè)GID號(hào)，用于指定鋪層的編號(hào)，后處理中方便層間應(yīng)力查看；基于鋪層的建模方法（PCOMPP）?

每個(gè)部件只需要一個(gè)

stack

(property)復(fù)合材料圖形用戶(hù)界面（老）復(fù)合材料圖形用戶(hù)界面（新）?

最終取代

HyperLaminate?

通過(guò)模型瀏覽器對(duì)話(huà)框集成到HyperMesh?

Plies

和

Laminates

現(xiàn)在是

HyperMesh

對(duì)象類(lèi)型復(fù)合材料可視化?

目的:

可視化檢查與數(shù)值模型關(guān)聯(lián)的工程數(shù)據(jù)?

“Live”

3D

展示1D/2D

單元（帶/不帶層）?

按

“by

Thickness”

著色顯示?

單元法向?

材料方向?

Ply

方向?

Ply

擴(kuò)展復(fù)合才材料的檢查和轉(zhuǎn)化復(fù)合材料建模（Aerospace工具）

Aerospace>Composites:

?

PCOMP

from

CSV

?

Ply

Geometry

Smoothening

?

Ply

Auto

Rename

?

FE

Absorb

Plies

?

Material

Orientation

?

Shell

To

Solid

Conversion復(fù)合材料建模（Aerospace工具）

?

從CVS格式的文件導(dǎo)入PCOMP的屬性，包含材料編號(hào)、厚度、鋪層角度等復(fù)合材料建模（Aerospace工具）?

用于轉(zhuǎn)換FE

Ply為幾何Ply信息，可以光順邊界，導(dǎo)出STEP格式的CAD文件

?

在不連續(xù)的區(qū)域生成新的Ply

?

可更新Ply

element

set

?

可選擇生成幾何的形式，包括面和線(xiàn)兩種，并導(dǎo)出STEP文件復(fù)合材料建模（Aerospace工具）

?

基于材料名、鋪層厚度和鋪層角度信息，對(duì)導(dǎo)入的CAD的Ply進(jìn)行重命名??命名規(guī)則：原CAD名稱(chēng)_材料名_鋪層厚度值_鋪層角度值CAD導(dǎo)入的Ply信息重命名后的Ply信息復(fù)合材料建模（Aerospace工具）

?

將基于空間定義的復(fù)合材料模型轉(zhuǎn)換成基于Ply定義的復(fù)合材料模型

?

可轉(zhuǎn)換空間定義的PCOMP、PCOMPG；

?

在創(chuàng)建PCOMMP后，可以刪除之前的PCOMP、PCOMPG；

?

可以更新Ply信息中TMANUF（制造約束尺寸）；

?

將不連續(xù)的Ply區(qū)域分割成新的Ply；基于空間定義的Composite基于Ply定義的Composite復(fù)合材料建模（Aerospace工具）

?

用于定義材料坐標(biāo)系的方向，共有四種方式：

?

By

curve

?

By

system

ID

?

By

system

axis