ANSYS命令流学习笔记圆柱形shell单元的复合材料分析
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A N S Y S命令流学习笔记圆柱形s h e l l单元的
复合材料分析
Document serial number【LGGKGB-LGG98YT-LGGT8CB-LGUT-
! ANSYS命令流学习笔记15-圆柱形shell单元的复合材料分析
!学习重点:
!1、熟悉单元坐标系下的铺层
当零件形状为规则圆筒时,如何进行铺层建立局部的柱坐标系,将需要铺层单元坐标设置为局部坐标系,进行铺层即可。
譬如圆筒铺层的单元坐标系要建立局部圆柱坐标系。如果还使用笛卡尔坐标系,铺层也能进行,但是铺层方向有很大不同,求解结果也会异常。所以划分网格时,确认单元坐标系选择,划分网格之后,检查单元坐标系情况。确认铺层方向符合预期要求。
本例中要特别注意横向(即Y向)是否符合要求。
!2、熟悉圆面的建模和局部坐标系建立
不解释
!3、熟悉利用MPC施加扭矩
APDL如何对一个圆周施加扭矩在圆心处建立一个节点,然后用MPC单元连接圆心节点和圆周节点,然后在圆心节点上施加一个扭矩即可。
注意将MPC单元的属性改为刚性梁。
注意这里MPC单元的利用,也是自己的一些理解。很多细节也不知道如何在APDL 实现。
!问题描述
! 传动轴长度为1m,壁厚,直径,铺层共十层,角度为-45/45/-45/45/-45/45/-
45/45/-45/45。一端固定,一端圆周施加扭矩M=2000N·m。
复合材料为横向正交各向异性Ex,Ey,Ez,Vxy,Vyz,Vxz,Gxy,Gyz,Gxz分别为195e9Pa, 35e9Pa, 35e9Pa,, , , 15e9Pa, , 15e9Pa。
应力失效参数:+X:767E6Pa; -X:392E6Pa; +Y:20E6Pa; -Y:70E6Pa; +Z:30E6Pa; -Z:55E6Pa; Sxy: 41E6Pa; Syz: 30E6Pa; Sxz: 41E6Pa。
应变失效参数:+X:; -X:; +Y:; -Y:; +Z:; -Z:; Sxy: ; Syz: ; Sxz:。
!APDL命令:
finish
/clear
/title, composite shaft
/prep7
et,1,shell181 !选择单元181
keyopt,1,8,1 !保存每一层的数据
et,2,184
keyopt,2,1,1 !定义MPC184单元,利用其施加扭矩。将其属性定义为刚性梁
mptemp,1,0
mpdata,ex,1,,195e9
mpdata,ey,1,,35e9
mpdata,ez,1,,35e9
mpdata,prxy,1,,
mpdata,pryz,1,,
mpdata,prxz,1,,
mpdata,gxy,1,,15e9
mpdata,gyz,1,,
mpdata,gxz,1,,15e9 !定义各向同性材料
fc,1,s,xten,767e6
fc,1,s,yten,20e6
fc,1,s,zten,30e6
fc,1,s,xcmp,-392e6
fc,1,s,ycmp,-70e6
fc,1,s,zcmp,-55e6
fc,1,s,xy,41e6
fc,1,s,yz,30e6
fc,1,s,xz,41e6 !定义应力失效准则
fc,1,epel,xten,
fc,1,epel,yten,
fc,1,epel,zten,
fc,1,epel,xcmp,
fc,1,epel,ycmp,
fc,1,epel,zcmp,
fc,1,epel,xy,
fc,1,epel,yz,
fc,1,epel,xz, !定义应变失效准则
!用到Tasi-Wu失效准则还需定义应力耦合系数,默认为-1,-1,-1。实际值需要通过双轴试验测定,较难得到。
sectype,1,shell,, !sectype, secID,type,subtype,name,refinekey,定义截面类型
secdata, 3e-4,1,-45,3 !积分点为3个
secdata, 3e-4,1,45,3
secdata, 3e-4,1,-45,3
secdata, 3e-4,1,45,3
secdata, 3e-4,1,-45,3
secdata, 3e-4,1,45,3
secdata, 3e-4,1,-45,3
secdata, 3e-4,1,45,3
secdata, 3e-4,1,-45,3
secdata, 3e-4,1,45,3 !定义铺层
secplot,1 !查看ID为1的section
n,1,0,0,1 !建立一个node,为MPC做准备
cylind,, ,0,1,0,360 !在坐标原点,创建一个圆柱体
vdele,all, , ,0
asel,s,loc,z,0,1
asel,u,loc,z,
adele,all, , ,1
allsel !通过加减乘除,得到最终的面
local,11,1,0,0,0 !定义局部圆柱坐标系,原点000,ID=11
type, 1
mat, 1
esys, 11
secnum, 1
esize,
amesh,all !网格划分属性设置,主要选择单元坐标系。
csys,0
type,2
mat,2
e,1,21