干货 | ANSYS复合材料前后处理
采用ANSYS Composite PrepPost可以做什么?
• 复合材料建模
• 定义复杂的复合材料铺层
• 定义纤维方向与铺层方位
• 优化复合材料设计
• 评估复合材料结构
• 评估铺层应力
• 失效准则
• 评估复杂的失效机制例如褶皱和分层失效
• 快速访问关键层信息
• 采用子模型进行局部区域详细分析
01 与ANSYS Workbench集成
前处理
• 材料 • 几何 • 网格 • 复合材料铺层
仿真
• 载荷 • 边界条件 • 求解 • 全局后处理
后处理
• 复合材料结果详细分析
02 定义材料数据
• 材料数据在ANSYS Workbench Engineering Data中定义
• 定义纤维织物材料数据
• 材料力学属性
• x, y and z方向杨氏模量
• xy, yz and xz-平面剪切模量
• xy, yz and xz-平面泊松比
• 用来评估失效准则值的应力和应变极限
• 拉伸和压缩应力、应变极限值不同
应力极限 | 应变极限 | ||
拉伸 | X, Y and Z | 拉伸 | X, Y and Z |
压缩 | X, Y and Z | 压缩 | X, Y and Z |
剪切 | XY, YZ and XZ | 剪切 | XY, YZ and XZ |
• 需要定义ply type 以便于ANSYS Composite PrepPost 采用正确的失效准则
•Regular Ply
•Woven Ply 织物单层
•Isotropic Ply 各项同性单层
•Isotropic Homogeneous Core 各项同性芯材
•Orthotropic Homogeneous Core 正交各项异性芯材
•Honeycomb Core 蜂窝芯材
• 某些失效准则需要额外的常数(see Failure Criteria in 后处理)
使用engineering data中标准的 “拖放”功能来为您的材料添加属性
03 生成网格
• 网格在ACP (Pre)组件中生成，采用的是Mechanical 用户界面
• 所有网格大小和选项都可以应用
• ANSYS Composite PrepPost 通常开始于一个壳网格
• 若是需要采用实体模型，则在ANSYS Composite PrepPost 中生成。
04 Named Selections
• Named Selections用来将选择的单元集传递到ACP
• 完整的复合材料铺层要基于Named Selections
• 若是设计模型发生更改，需要及时检查Named Selections 设置
• 基于Named Selections 的复合材料铺层允许一键式更新
ACP中的单元集
Mechanical中的Named Selections
05 ANSYS Composite PrepPost 界面
• 打开ANSYS Composite PrepPost
• 工具条
• ANSYS Composites PrepPost 允许使用多个窗口来查看不同的视图设置
06 Composite 铺层
• composite 铺层定义：
• 采用的织物
• 织物部署区域
• 铺层方向
• 纤维方向
• 通过Rosettes来定义纤维方向
• Oriented Selection Sets定义铺层
• 这些区域基于Named Selections
• 参考方向(0° Layer) 由Rosettes来定义
• Composite铺层检查：
• Section Cuts
• Sampling Points
Composite铺层三步
• ANSYS Composite PrepPost 可创建ply 用于指导制造
• ply book列表显示复合材料设计所有的铺层和材料信息以及铺层总结
07 分析
08 后处理
•可用的失效准则
•Max. Strain & Max. Stress
•Tsai-Wu
•Tsai-Hill
•Hoffman
•Hashin
•Puck
•LaRC
•Cuntze
•Face Sheet Wrinkling
•Core Failure
• 可评估以下方向应力
• 纤维方向 (S1)
• 纤维方向的平面内横向(S2)
• 平面外法向 (s3)
•在同一个云图中可包括
• 失效准则
• 失效模式
• 关键层Critical Layer
• 关键载荷步Critical Loadstep
09 总结
• 集成于ANSYS Workbench
• composite 直观建模
• 建模过程遵循制造
• 简单快速修改复合材料铺层与设计
• State of the art failure criteria available
• 有效后处理