abaqus复合材料

abaqus复合材料

Abaqus提供了不同方式对复合结构进行建模的功能。根据被建模的复合材料的类型，可用的材料数据，边界条件以及期望的结果，某种特定方法可能比其他方法更好。

什么是复合结构？

复合材料是嵌入基质材料内的增强材料的宏观混合物。复合结构由复合材料制成，并且可以具有许多形式，如单向纤维复合材料，织物或蜂窝结构。

Abaqus使用几种不同的方法来模拟复合结构

1）微观：在这种方法中，基体和增强材料被建模为单独的可变形连续体

2）宏观：在这种方法中，基体和增强材料被建模为整体可变形连续体。当单个纤维的微观行为及其与基体的相互作用不太重要的时，可以使用这种方法。

3）混合建模：在该方法中，复合结构被建模为单一正交各向异性（或各向异性）材料。当结构的整体行为比微观层面的行为更重要时，这

一点很重要。单个材料定义（通常是各向异性的）足以预测全局行为。

复合材料层压板的分析：

复合层压材料由多层制成。每层具有独自的厚度，并且每层中的增强纤维以不同方式对齐。布置层以形成层压板的顺序称为叠层或堆叠顺序。在Abaqus中对此进行建模的最简单方法是使用混合建模方法。这将包括为每个层定义正交各向异性，厚度，纤维取向和堆叠顺序，这反过来又决定其结构行为。

通常，层压性能直接从实验或其他应用中获得。这些性质可以是A，B，D基质的形式，其定义了层压材料的刚度。在这种情况下，宏观方法可用于层压板的结构分析。这种方法在本质上可以被认为是宏观的，因为在Abaqus部分定义中导出并使用等效的截面属性。还可以认为它是一种混合建模方法，因为截面刚度是基于层板铺设得出的。

下面的示例显示了A，B，D矩阵是如何从可用的上层信息中派生出来的，并在Abaqus的General Shell Section定义中使用。

经典层压理论的假设：

这里显示的层压复合材料的宏观建模方法基于经典层压理论（CLT）。

为了准确实现CLT，假设需要满足：

•通过层压材料的厚度的位移分量是连续的，并且在层压材料的相邻层之间没有滑动。

•每层都处于平面应力状态。

•层压板变形使得垂直于中平面的直线在变形后保持笔直并垂直于中平面，并且板的厚度不会因变形而改变。