ANSYS Composite PrepPost（ACP）復材補償板螺栓連接分析簡例

2017-01-14  by:CAE仿真在線  來源:互聯(lián)網(wǎng)

本文主要簡單介紹ANSYS WORKBENCH操作平臺下ANSYS Composite PrepPost(ACP)復合材料模塊的一個分析案例應用。分析模型采用簡單結(jié)構(gòu)的復材補償板組件為例,該組件結(jié)構(gòu)由螺栓、連接補償板和帶孔板組成,螺栓將補償板和孔板進行螺栓連接補償板結(jié)構(gòu)起到對孔板結(jié)構(gòu)進行加固的作用。

本文僅作為技術(shù)鄰論壇在ACP復合材料分析的一個添補,在具體操作與設置中,考慮重點環(huán)節(jié)過濾因此并未明確說明每一個操作環(huán)節(jié),也希望能在本短文的提要下,更多讀者可以了解ACP復合材料模塊,和嘗試研究該分析模塊的運用。

本分析的難點在于采用復材和非復材兩類結(jié)構(gòu),需要進行ACP(pre)復材建模和非復材結(jié)構(gòu)的引用,并將殼體幾何轉(zhuǎn)化實體復材結(jié)構(gòu),最后聯(lián)合搭建WB的靜力學求解模塊進行求解,并ACP(post)對單一層進行結(jié)果觀察。

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ANSYS Composite PrepPost(ACP)復材補償板分析實例

一、復合材料定義

復合材料是兩種或兩種以上物理或化學性質(zhì)不同的材料,通過一定加工方法組合在一起形成的一種宏觀(微觀)上新性能的材料。復合材料能夠在性能上對單一材料的優(yōu)點進行利用,補短其某些性能的不足,產(chǎn)生更好的協(xié)同效應。

二、復合材料的數(shù)值研究方法

1.微觀方法(Micro-Scale Approach):定義纖維在基體中的角度、位置、材料屬性并進行有限元計算,最詳細的復合材料計算方案。

2.宏觀方法(Macro-Scale Approach):分析對象只考慮位移變形、屈曲、以及模態(tài)等情況,復合材料結(jié)構(gòu)當做各向同性薄片殼體,不能進行層間的應力狀態(tài)分析。

3.中尺度方法(Meso-Scale Approach):通過進行鋪層設計和定義單層厚度、材料屬性、鋪層纖維角度的方法等,能夠進行應力、應變、層間失效等分析。

ANSYS Composite PrepPost(以下簡稱ACP)是對中尺度(Meso-Scale Approach)復合材料的數(shù)值研究方法,集成于ANSYS Workbench工作平臺,進行復合材料前處理和結(jié)果后處理的模塊,求解器采用ANSYS Solver進行求解。

三、ACP復材補償板螺栓連接拉伸分析舉例

1.創(chuàng)建分析需要的幾何模型

分析模型由螺栓對孔板和補償板進行連接,孔板和補償板為復合材料需要對復合材料和非復合材料進行組合搭建,需要分開進行設置,如圖1所示。

2. ACP(Pre)用于建立復合材料

主要功能包括:建立鋪層、定義纖維方向和方位、輸出殼體或者實體復材模型,基于ACP(Pre)鋪層流程如圖2。

3.Mechanical Model建立非復材模型并劃分網(wǎng)格所示。

定義材料參數(shù)、劃分網(wǎng)格,完成如圖3所示。

4.Mechanical Model與ACP(Pre)聯(lián)合導入Static Structural靜力學求解模塊

1) 導入復材模型與非復材模型進行創(chuàng)建接觸對,如圖4所示,簡化考慮板之間用摩擦接觸,板與螺栓之間選擇綁定接觸。

原文出處【技術(shù)鄰】

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