OptiStruct層合板復合材料的分析

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?

Puck失效準則需結合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動Theta角后的方向即為材料1軸方向?

MCID：MCID坐標系統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#，鋪層應力及失效指數輸出控制基于區(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，只考慮薄膜應力，需定義所有鋪層BEND，只考慮彎曲應力，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)鋪層結果輸出

?

輸出鋪層的應力應變，CSTRESS/CSTRAIN

?

可輸出鋪層厚度方向不同位置應力應變鋪層結果輸出

?

失效指數

?

對SOUT=YES（PCOMPG/PCOMP/PLY）的鋪層計算失效指數

?

單元的失效指數為該單元所有鋪層失效指數的最大值。

?

SOUT=NO的鋪層不會參與單元失效指數計算基于

PCOMPG的復合材料分析流程?

創(chuàng)建材料，設置材料楊氏模量、泊松比、抗拉強度、抗壓強度、抗剪強度?

調整單元法向，使單元法向一致?

設置材料坐標（MCID/THETA）?

創(chuàng)建PCOMPG，設置鋪層順序、鋪層角度、鋪層厚度、層間剪切強度、失效準則?

將PCOMPG賦給相應的區(qū)域。?

對不同鋪層的區(qū)域建立PCOMPG，并賦給相應區(qū)域的單元?

設置邊界條件、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，設置材料楊氏模量、泊松比、抗拉強度、抗壓強度、抗剪強度?

調整單元法向，使單元法向一致?

設置材料坐標（MCID/THETA）?

建立PLY，設置每個鋪層的材料、厚度、鋪層角、鋪層區(qū)域?

建立STATCK，設置鋪層順序?

建立PCOMPP，設置層間抗剪強度、失效準則，并賦給相應區(qū)域的單元?

設置邊界條件、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）和鋪層數據（名稱，厚度，材料，鋪層角度）?

導入或創(chuàng)建網格?

從Fibersim文件導入復材屬性，導入復材屬性，幾何，層疊順序和drape數據信息?

將幾何鋪層形狀信息轉換到有限元網格?

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顯示檢查數學模型?

層合板識別:

將給予鋪層的模型轉變?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數據導入???????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

數據

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

?

將幾何形狀信息轉換為有限元鋪層

將CAD數據轉換到有限元網格

?

探測在鋪層幾何內的單元

?

額外Fibersim計算:

?

?

創(chuàng)建DRAPE卡片

?

轉換減薄因子

‘T’

?

計算角度變化

‘THETA’

?

查看和調整鋪層幾何

?

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之間屬性是沒有關聯的

重復的數據,

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

現在是

HyperMesh

對象類型復合材料可視化?

目的:

可視化檢查與數值模型關聯的工程數據?

“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換成基于Ply定義的復合材料模型

?

可轉換空間定義的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