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文檔簡介
層合板復合材料的分析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向為單元法向,1、2向為材料主向?
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材料強度?
F12
Tsai-Wu失效準則參數(shù)?
Puck失效準則需結(jié)合MATF使用鋪層方向定義
?
材料坐標
?
鋪層角
?
Drape角度變化
?
僅適用于基于PLY的建模材料坐標?
以CQUAD4為例,其他單元相同?
Theta:G1->G2沿單元法向逆時針方向轉(zhuǎn)動Theta角后的方向即為材料1軸方向?
MCID:MCID坐標系統(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?
在復合材料DRAPE工藝中可能導致局部區(qū)域鋪層厚度、角度的變化?
DTYPE#
:對象類型,ELEM、SET、ALL?
DID#:對象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,層間抗剪強度
?
FT,失效準則
?
GPLYID#,鋪層ID,不能重復
?
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,采用對稱鋪層,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SOUT=YES(PCOMPG/PCOMP/PLY)的鋪層計算失效指數(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的鋪層不會參與單元失效指數(shù)計算基于
PCOMPG的復合材料分析流程?
創(chuàng)建材料,設(shè)置材料楊氏模量、泊松比、抗拉強度、抗壓強度、抗剪強度?
調(diào)整單元法向,使單元法向一致?
設(shè)置材料坐標(MCID/THETA)?
創(chuàng)建PCOMPG,設(shè)置鋪層順序、鋪層角度、鋪層厚度、層間剪切強度、失效準則?
將PCOMPG賦給相應(yīng)的區(qū)域。?
對不同鋪層的區(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、分析類型,提交計算基于
PCOMPG的復合材料分析基于STATCK+PLY+PCOMPP的復材分析流程?
創(chuàng)建材料,設(shè)置材料楊氏模量、泊松比、抗拉強度、抗壓強度、抗剪強度?
調(diào)整單元法向,使單元法向一致?
設(shè)置材料坐標(MCID/THETA)?
建立PLY,設(shè)置每個鋪層的材料、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)置層間抗剪強度、失效準則,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、分析類型,提交計算基于STATCK+PLY+PCOMPP的復材建模及分析
?
從Catia
CPD文件導入鋪層形狀(幾何形狀,線)和鋪層數(shù)據(jù)(名稱,厚度,材料,鋪層角度)?
導入或創(chuàng)建網(wǎng)格?
從Fibersim文件導入復材屬性,導入復材屬性,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,用于通過擴展屬性模版自動創(chuàng)建屬性?
定義層疊次序方向和參考材料方向?
通過3D顯示檢查數(shù)學模型?
層合板識別:
將給予鋪層的模型轉(zhuǎn)變?yōu)榛趨^(qū)域的模型?
導出到任意支持的求解器復合材料的導入建模流程
導入幾何模型
創(chuàng)建網(wǎng)格
導入Fibersim等效模型
幾何鋪層形狀識別
創(chuàng)建屬性模版
材料方向
查看和修改
識別基于鋪層的模型
導出和求解復合材料信息的導入?
CAD數(shù)據(jù)導入???????鋪層幾何鋪層層疊次序
層合板主坐標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合材料的導入
?
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
?
探測在鋪層幾何內(nèi)的單元
?
額外Fibersim計算:
?
?
創(chuàng)建DRAPE卡片
?
轉(zhuǎn)換減薄因子
‘T’
?
計算角度變化
‘THETA’
?
查看和調(diào)整鋪層幾何
?
更多模型準備步驟
?
創(chuàng)建屬性模版
?
賦材料坐標系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軸
(默認G1-G2
)復合材料基于區(qū)域的建模方法(PCOMP/PCOMPG)?
每一個
ply
drop/add
(i.e.
Zone)需要一個屬性?
在
zones之間屬性是沒有關(guān)聯(lián)的
重復的數(shù)據(jù),
無法直接得到
Ply
形狀PCOMP
PCOMP和PCOMPG的區(qū)別?
PCOMPG相對于PCOMP多出了一個GID號,用于指定鋪層的編號,后處理中方便層間應(yīng)力查看;基于鋪層的建模方法(PCOMPP)?
每個部件只需要一個
stack
(property)復合材料圖形用戶界面(老)復合材料圖形用戶界面(新)?
最終取代
HyperLaminate?
通過模型瀏覽器對話框集成到HyperMesh?
Plies
和
Laminates
現(xiàn)在是
HyperMesh
對象類型復合材料可視化?
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
擴展復合才材料的檢查和轉(zhuǎn)化復合材料建模(Aerospace工具)
Aerospace>Composites:
?
PCOMP
from
CSV
?
Ply
Geometry
Smoothening
?
Ply
Auto
Rename
?
FE
Absorb
Plies
?
Material
Orientation
?
Shell
To
Solid
Conversion復合材料建模(Aerospace工具)
?
從CVS格式的文件導入PCOMP的屬性,包含材料編號、厚度、鋪層角度等復合材料建模(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,包括面和線兩種,并導出STEP文件復合材料建模(Aerospace工具)
?
基于材料名、鋪層厚度和鋪層角度信息,對導入的CAD的Ply進行重命名??命名規(guī)則:原CAD名稱_材料名_鋪層厚度值_鋪層角度值CAD導入的Ply信息重命名后的Ply信息復合材料建模(Aerospace工具)
?
將基于空間定義的復合材料模型轉(zhuǎn)換成基于Ply定義的復合材料模型
?
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復合材料建模(Aerospace工具)
?
用于定義材料坐標系的方向,共有四種方式:
?
By
curve
?
By
system
ID
?
By
system
axis
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