當前位置: 首頁>>CAE咨詢>>復合材料

復材分析概述

1、復合材料概述

復合材料(composite materials)是這樣的一類材料:采用物理或化學的方法,使兩種或兩種以上的材料在相態與性能相互獨立的形式下共存于一體之中,以達到提高材料的某些性能,或互補其缺點,或獲得新的性能(或功能)的目的。通過材料設計使各組分的性能互相補充并彼此關聯,從而獲得新的優越性能,與一般材料的簡單混合有本質的區別。復合材料是在結構成形的同時形成的,因此,材料性能依賴于成形工藝,材料許用值與結構成形工藝密切相關,同時,所用材料/工藝的任何變化都有可能對結構性能帶來變化。由于復合材料的上述優點,在航空航天、汽車、船舶等領域,都有廣泛的應用,同時,復合材料的大量應用對分析技術提出新的挑戰。

按照基體材料的種類不同,分散強化型復合材料可分為三大類:

① 金屬基復合材料(metal matrix composites:MMC)。

② 陶瓷基復合材料(ceramic matrix composites:CMC)。

③ 高分子基復合材料(polymer matrix composites: PMC)。

    利用有限元技術分析復合材料的優點:

v 采用傳統的等代設計(等剛度、等強度)、準網絡設計等設計方法,復合材料的優異性能難以充分發揮。

v 在復合材料結構分析中,已經廣泛采用有限元數值仿真分析,其基本原理在本質上與各向同性材料相同,只是離散方法和本構矩陣不同。復合材 料有限元法中的離散化是雙重的,包括了對結構的離散和每一鋪層的離散。這樣的離散可以使鋪層的力學性能、鋪層方向、鋪層形式直接體現在剛度矩陣中。

v 有限元分析軟件,均把增強材料和基體復合在一起,討論結構的宏觀力學行為,因此可以忽略復合材料的多相性導致的微觀力學行為,以每一鋪層為分析單元。

2、復合材料計算方法和分析能力

   n 宏觀力學分析方法

    從材料是均勻的假定出發,只從復合材料平均表觀性能檢驗組分材料的作用來研究復合材料的宏觀力學性能。它把單向板看成均勻的各向異性材料,不考慮纖維與基體的具體區別,用其平均性能來表示單層材料的剛度和強度特性。可以比較容易地分析單層和疊層材料的各力學性質。

n  細觀力學分析方法

   從分析組分材料之間的相互影響來研究復合材料的力學性能。由于實際纖維形狀不完全規則和排列不完全均勻,制造工藝差異與材料內部的缺陷等,細觀力學分析方法尚不能完全反應實際材料狀況,故尚需進一步深入研究。

n  復合材料結構力學分析方法

    它從更粗略的角度,把疊層材料作為分析的起點,來分析復合材料結構的力學性能。它借鑒現有均勻各向同性材料結構力學的分析方法,對各種形狀的結構元件進行分析。

blob.png

微觀模擬:纖維-基體的單胞模擬

blob.png

混合模擬:層合板的混合模擬

3、典型復材建模

Abaqus/CAE中復合材料的前處理建模主要采用Composite Layup模塊,可以很方便的定義復合材料的每一個鋪層,包括材料、鋪層角、厚度等,而且可以很快捷的檢查所定義鋪層的正確性。

blob.png

后處理模塊中,可以顯示每一個鋪層厚度方向上的應力、位移、損傷云圖,也可以顯示復合材料厚度方向上變量的變化曲線。

blob.png

另外,還可以使用Simulayt將CATIA CPD中設計的復合材料模型以及鋪層導入到Abaqus/CAE中。


上一篇:第一篇

下一篇:最后一篇

?

E-mail:[email protected]

電話:029-88607486
地址:西安市高新區唐延南路11號逸翠園i都會1幢2單元1718室
版權所有:有限元分析/CAE咨詢/CAE培訓/西安先仿信息科技有限公司
陜ICP備17004582號 技術支持:聚尚網絡

訂閱號:xf-cae

官方微博:先仿CAE

悠洋棋牌游戏 52葫芦岛麻将手机 血流成河麻将规则 qq四川麻将血战到底下载 台球比赛直播 手机股票软件下载 如何判断股票涨跌 泰理财是个骗局揭秘 四方河南麻将手机版 北京快3开奖结果一 36选7走势图50 基金配资价格 快盈盘配资 快乐12辽宁 山东11选5实时开 国际足联最新排名 全球股票指数软件