ANSYS Composite PrepPost（ACP）復(fù)材補(bǔ)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)

ANSYS Composite PrepPost(ACP)復(fù)材補(bǔ)償板螺栓連接分析簡例

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

本文僅作為技術(shù)鄰論壇在ACP復(fù)合材料分析的一個添補(bǔ),在具體操作與設(shè)置中,考慮重點(diǎn)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(fù)合材料模塊,和嘗試研究該分析模塊的運(yùn)用。

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

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ANSYS Composite PrepPost(ACP)復(fù)材補(bǔ)償板分析實(shí)例

一、復(fù)合材料定義

復(fù)合材料是兩種或兩種以上物理或化學(xué)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(fù)合材料能夠在性能上對單一材料的優(yōu)點(diǎn)進(jìn)行利用,補(bǔ)短其某些性能的不足,產(chǎn)生更好的協(xié)同效應(yīng)。

二、復(fù)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(jìn)行有限元計(jì)算,最詳細(xì)的復(fù)合材料計(jì)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(fù)合材料結(jié)構(gòu)當(dāng)做各向同性薄片殼體,不能進(jìn)行層間的應(yīng)力狀態(tài)分析。

3.中尺度方法(Meso-Scale Approach):通過進(jìn)行鋪層設(shè)計(jì)和定義單層厚度、材料屬性、鋪層纖維角度的方法等,能夠進(jìn)行應(yīng)力、應(yīng)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(fù)合材料的數(shù)值研究方法,集成于ANSYS Workbench工作平臺,進(jìn)行復(fù)合材料前處理和結(jié)果后處理的模塊,求解器采用ANSYS Solver進(jìn)行求解。

三、ACP復(fù)材補(bǔ)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(bǔ)償板進(jìn)行連接,孔板和補(bǔ)償板為復(fù)合材料需要對復(fù)合材料和非復(fù)合材料進(jìn)行組合搭建,需要分開進(jìn)行設(shè)置,如圖1所示。