复合材料Abaqus仿真分析图文教程
一张图掌握Abaqus复合材料层板结构基础建模
一张图掌握Abaqus复合材料层板结构基础建模对于Abaqus复合材料分析初学者，会遇到各类奇怪的错误，其中最常见的一类问题就是由于材料模型、截面属性、网格类型等设置不匹配造成的错误，尤其是显式分析中使用实体单元时，还需要特殊对截面属性进行设置。
前面的文章里介绍了Abaqus复合材料层压板结构的主要建模方法有经典建模方法和layup快速建模方法，本文将针对经典建模方法，用一张图介绍一下几何类型、材料模型、截面属性、网格类型以及适用的求解器等多个因素的匹配关系。
复合材料经典建模方法建模顺序先回顾一下Abaqus复合材料层压结构的经典建模方法建模顺序，如下：Part→Material→Section→Assignsection→Assign material orientation →Createmesh→Assign mesh type→Assembly→Step→output→Interaction → Load → Job→ Visualization红色标注部分为与金属等各向同性材料建模有区别的步骤。
网格划分步骤建议提前到Part之后，避免因几何切分造成的几何信息丢失或错乱等错误。
匹配图几点说明▪几何类型：指part 模块下建立的几何形状，面指平面或曲面，无厚度。
体指三维实体几何。
▪本表格仅列举了2D lamina及3D Engineering constants两类材料模型，可基本满足绝大部分层压板建模。
▪不排除表格以外的其他建模方法，但是按照本表格中的匹配关系建模可保证无误。
▪特别需要指出的是，许多人误以为显式分析中无法使用三维材料模型及三维实体单元，其实是完全可以的，只是建模方法和普通的壳单元/连续壳元有较大差异。
显式求解其中使用Engineering constants这种材料模型时，截面属性要用Solid homogeneous这种截面属性，一层层切出来，逐层赋属性。
(整理)复合材料Abaqus仿真分析图文教程.
复合材料Abaqus仿真分析图文教程
本文以一个非常简单的复合材料层合板为例，应用Abaqus/CAE对其进行线性静态分析。
一块边长为254mm的方形两层层合板，两层厚度均为2.54mm，第一层铺层角45°,第二层铺层角-45°；板的四边完全固支，板的上表面受到689.4kpa的压强。
各单层的材料相同，材料属性如下：
E1=276GPa，E2=6.9GPa，E3=5.2GPa，γ12=0.25，G12=3.4GPa，G13=3.4GPa，G23=3.4G。
定义模型的几何形状
创建一个具有平面壳体单元基本特征的三维变形体，在草图环境绘制板的几何形状如下图：
定义材料属性和局部材料方向
定义局部坐标系，对于像本例这样的简单几何体，本可以不用另外建立局部坐标系，但笔者还是在本例中用了局部坐标系，主要是考虑到以后再复杂问题中会经常用到这一方法。
创建铺层
最后，指派材料方向到模型。
可以通过工具——查询来检查铺层
生成装配件、定义分析步和输出要求
定义分析步，保留各项默认值即可。
场输出要求和历史输出要求都按默认的输出方式。
规定边界条件和施加载荷
定义完边界条件和载荷后模型会有如下显示
划分网格和定义作业
定义单元类型S8R5
划分8X8结构性网格
定义作业并检查提交求解
在作业管理器中，当状态显示成功后点击“结果”可直接进入结果可视化模块。
后处理
查看各单层的Mises应力
整个层板的Mises应力图。
Abaqus仿真分析培训课件
ABAQUS主要功能
复杂的固体力学结构力学系统，特别是能够驾驭非常 庞大复杂的问题和模拟高度非线性问题
模拟典型工程材料的性能，其中包括金属、橡胶、高 分子材料、复合材料、钢筋混凝土、可压缩超弹性泡 沫材料以及土壤和岩石等地质材料
（2）ABAQUS软件在求解非线性问题时具有非常明显的 优势。其非线性涵盖材料非线性、几何非线性和状态 非线性等多个方面。
综合性能对比
综合性能对比 1. ANSYS软件的命令流操作非常方便，对于结构循环优化方 面比较有优势，但目前还只是局限于线性方面，非线性方面 功能较差、近几年有一定发展； 2. ABAQUS软件则在显式非线性方面有些特色，但隐式非线 性方面比不上ADINA，且不具备流体的功能 3. ADINA软件则在结构非线性及多物理场耦合方面非常出色， 是全球非线性功能最强大的有限元软件之一，而且具有全球 最好的流固耦合分析功能。
二维热传导
D yA
C
1.0
E
0.5
0.2
Conductivity = 52W/m/oC Film coefficient = 750W/m2/oC Boundary conditions: = 100oC C along AB Heat flux = 0 along DA Convection to ambient temperature of 0oC along BC and CD Objective: Find q at E Target solution: 18.3oC at E
计 软件除具有上述常规和特殊的分析功能外，在材料模型，单元，载荷、
约束及连接等方面也功能强大并各具特点： 材料模型：定义了多种材料本构关系及失效准则模型，包括：弹性：线
abaqus复合材料
复合材料不仅仅是几种材料的混合物。
它有一些普通材料所没有的特性。
它在潮湿和高温环境、冲击、电化学腐蚀、雷电和电磁屏蔽环境中具有不同于普通材料的特性。
复合材料的结构形式包括层板、夹层结构、微模型、机织预制件等。
复合材料的结构和材料是相同的，并且在结构形成时可以同时确定材料的分布。
它的性能与制造过程密切相关，但制造过程非常复杂。
由于复合材料结构不同层的材料性能不同，复合材料结构在复杂荷载作用下的破坏模式和破坏准则也各不相同。
在ABAQUS中，复合材料的分析方法如下1建模其结构形式决定了其建模方法，可以采用基于连续介质的壳单元和常规壳单元。
复合材料应用广泛，但复合材料的建模是一个难点。
制作复杂的结构光需要一个月的时间2材料使用“图纸类型”（图层材质）来建立材质参数。
材料参数可以以工程参数的形式给出，也可以通过子选项给出材料强度数据。
这种材料只使用平面应力问题。
ABAQUS可以用两种方式定义层压板：复合材料截面定义和复合材料层压板定义复合剖面定义对每个区域使用相同的图层特性。
这样，我们只需要创建一个壳组合，将截面属性指定给二维（在网格中定义的常规壳元素）或三维（三维的大小应与壳中给定的厚度一致）。
基于网格中定义的连续体的壳单元）ABAQUS复合分析方法简介复合覆盖定义由复合布局管理器定义，主要用于在模型的不同区域构造不同的层。
因此，在定义之前应该先划分区域，并将不同的层分配给不同的区域。
它可以根据常规shell的元素和属性进行定义。
传统的壳单元定义每个层的厚度并将其分配给二维模型。
根据单元的厚度可以将单元划分为三维单元的厚度方向。
提示：堆栈参考坐标系（放置方向）的定义和每个堆栈坐标系（图层方向）的定义。
定义正确的图层角度、图层厚度和图层顺序。
ABAQUS无法分析单个层的法向变化超过90度的情况，因此需要定义多个层。
坐标系可以任意定义。
选择后，可以定义围绕轴的旋转角度以获得正确的坐标系。
ABAQUS复合分析方法简介典型例子：ABAQUS复合分析方法简介型号说明：简支夹芯结构，1/4复合板模型。
基于abaqus的复合材料固化变形及参与应力仿真简介
基于abaqus的复合材料固化变形及参
与应力仿真简介
ABAQUS是一款功能强大的有限元分析软件，可以用于复合材料固化变形及参与应力的仿真分析。
复合材料热固化的过程，可以认为是复合材料预浸料经历一系列温度变化的热固耦合过程。
在这个过程中，由于基体材料和纤维增强材料的热膨胀系数不一样，一系列的温度变化会导致热应力产生，致使结构发生翘曲变形。
ABAQUS提供了丰富的功能和工具，可以用于模拟复合材料的固化过程。
在ABAQUS中，可以使用热固耦合分析功能，模拟复合材料在不同温度下的固化行为。
同时，ABAQUS还可以考虑材料的非线性特性和复杂的边界条件，准确地预测复合材料的固化变形和参与应力。
通过ABAQUS的复合材料固化变形及参与应力仿真分析，可以为设计人员提供有价值的数据和信息，帮助他们优化复合材料的设计和制造工艺。
Abaqus教程ppt课件
和刚度
破坏模式分析
通过分析破坏过程和破坏形态 ，评估模型的稳定性和可靠性
参数敏感性分析
通过对比不同参数下的结果， 分析各参数对结果的影响程度
，为优化设计提供依据
结果图表
要点一
可视化图表
将结果以可视化图表的形式输出，如曲线图、柱状图、 散点图等
07
abaqus常见问题与解决对策
安装问题
总结词：解决对策
安装程序错误：尝试使用管理员权限安装，或关闭杀 毒软件后再进行安装
软件版本不兼容：了解系统要求，确保所下载的版本 与操作系统版本相匹配
无法启动软件：检查安装路径是否正确，安装过程中 是否出现错误提示
使用问题
总结词：基本用法
材料属性：详细描述如何设置材料属性，包括弹性模 量、泊松比等参数
软件应用领域
汽车工业
ABAQUS在汽车工业中得到了广泛的应用，被用 于车辆的结构强度和刚度分析、车辆碰撞和冲击 分析、车辆振动和噪音分析等。
生物医学工程
ABAQUS在生物医学工程中也有广泛的应用，被 用于医疗器械的性能分析和优化、人体组织的生 物力学模拟等。
航空航天
ABAQUS在航空航天领域也得到了广泛的应用， 被用于飞机结构强度和刚度分析、飞机起落架疲 劳分析、航天器热分析等。
VS
适用范围
ABAQUS被广泛应用于各种工程领域，包 括机械工程、土木工程、电气工程、水利 工程、生物医学工程等，它可以进行各种 复杂物理现象的模拟和分析，如结构力学 、流体动力学、热力学、电磁学等。
软件功能
前处理
ABAQUS提供了强大的前处理模块，可以进行复杂模型的建立和网格划分，支持各种类型 的网格，如四面体网格、六面体网格等，并且可以进行高质量的网格剖分，以满足各种复 杂分析的需求。
Abaqus复合材料
•
Copyright 2008 SIMILIA, Inc.
Virtual Crack Closure Technique (VCCT)
• VCCT • Has been used manually in the aerospace industry for many years • Based on Linear Elastic Fracture Mechanics (LEFM) concepts • Based on computing the energy release rates for normal and shear crack-tip deformation modes • Compare energy release rates to interlaminar fracture toughness
= 1 for B-K (2D shown): mixType
GIIC GIC + (GIIC − GIC ) G +G II I
m n
o
m
= 2 for Power law:
GI GII GIII + + G IC GIIC GIIIC
Solid Mesh
Copyright 2008 SIMILIA, Inc.
实体壳单元
• 实体壳单元是三维应力/位移单元，它的响应同壳类似，但是具有实体的拓扑 • 单元 – SC6R，SC8R • 属性定义 – *SHELL SECTION, COMPOSITE，STACKING DIRECTION={1|2|3|orientation} • 材料定义 – *ELASTIC, TYPE=ISOTROPIC, TYPE=LAMINA
ABAQUS复材稳定性分析操作说明
第7章 ABAQUS 复合材料平板稳定性7.3 复合材料平板稳定性计算复合材料具有比强度和比模量高、性能可设计和易于整体成形等诸多优异特性被广泛应用于航天、航空和航海等领域。
下面的以碳纤维树脂基复合材料的层压板为例介绍层压板的建模分析方法。
7.3.1 问题提出本例以层压板为例，600mm ×400mm 复合材料平板，四边简支，在一短边受100N/mm 压缩载荷作用下，进行平板稳定性分析。
板的铺层顺序为：[45/-45/90/0]s ，每层的厚度为0.125mm ，材料属性如表1所示。
表1 复合材料的材料参数表1E2E 3E 12υ 13υ 23υ 12G 13G 23G 144.7GPa 9.65GPa 9.65GPa 0.30 0.30 0.45 5.2GPa 5.2GPa 3.4GPa7.3.2 创建几何部件首先，打开【ABAQUS/CAE 】启动界面，在弹出的【Start Session 】对话框中单击【Create Model Database 】下的【With Standard/Explicit Model 】按钮，启动【ABAQUS/CAE 】。
进入【Part 】模块，单击【Create Part 】，进入如图1界面，选【Modeling Space ：3D 】，类型Type: Deformable ，Base Feature: Shape: Shell ，Base Feature: Type: Planar ，Approximate size ：1000（草图界面大小，根据所画草图的大小确定），单击【Continue 】按钮进入草图界面。
常按【Create Construction: Oblique Line Thru 2 Points 】弹出【Create Construction: Horizontal Line Thru Point 】单击，选中原点或在界面下方输入坐标“0,0”，建立水平横轴；继续常按【Create Construction: Horizontal Line Thru Point 】弹出【Create Construction: Vertical Line Thru Point 】，同理建立竖轴；单击【Add Constraint 】，弹出【Constraints 】界面单击其中【Fixed 】项，按住Shift 建，然后选中刚建立的横轴和竖轴，单击下方的【Done 】按钮完成对横轴和竖轴的约束。
abaqus细观力学案例
abaqus细观力学案例
以下是一个使用Abaqus进行细观力学分析的案例：
假设我们正在分析一个由砂粒和树脂组成的复合材料。
1. 创建模型：首先，在Part模块中创建两个实体，一个代表砂粒，另一个
代表树脂。
2. 装配模型：在装配模块中，将这两个实体装配在一起。
可以通过布尔运算创建第三个实体，代表砂粒和树脂的界面。
3. 定义材料属性：为砂粒和树脂定义各自的材料属性，包括弹性模量、泊松比、密度等。
同时，为界面定义粘结剂的属性，如剪切强度和断裂韧性等。
4. 创建接触属性：为砂粒、树脂和界面创建接触属性，这些属性决定了材料之间的相互作用。
在细观力学中，接触属性通常包括摩擦系数、粘附系数等。
5. 划分网格：在Mesh模块中，为三个实体划分网格。
可以采用不同的网
格密度，以便更好地模拟材料的细观结构。
6. 设置边界条件和载荷：在Load模块中，设置模型的边界条件和载荷。
例如，可以对模型施加压力、温度等边界条件，以及重力、惯性力等载荷。
7. 运行仿真：最后，在Solver模块中运行仿真。
可以选择合适的求解器（如静力分析、动力分析等）和求解选项，然后进行求解。
8. 后处理结果：仿真完成后，可以在后处理模块中查看结果。
例如，可以查看应力、应变分布、位移等结果，并进行可视化显示。
以上是一个简单的细观力学分析案例，实际应用中可能还需要考虑更多的因素，如温度场、相变等。
具体的分析步骤和参数设置应根据具体问题进行确定。
hypermesh与Abaqus联合仿真经典教程ppt课件
11
6， 接触对的设置
F, 设置接触对 直接选择设好的接触属性和接触面
下面这些接触参数，常用的有adjust、smooth、tie、smallsliding. 如果对这些参数没有理解，可以先不选。
12
7， 输出设置
A，选择output block 命令
7
6， 接触对的设置
A,建立主接触面，注意命名，名字后面加上_M B,建立从接触面，注意命名，名字后面加上_S C,建立接触对，注意命名，名字后面加上_P，类型选 contact_pair D,建立接触属性
D_1 打开属性面板
8
6， 接触对的设置
D_2 建立接触属性，注意接触类型的选择 D_3 设置接触摩擦系数参数，先要勾选Friction, 在没有数值的情况下，可 以用0.2作为默认值，
C ，点击edit ,进入载荷步参数设置页面
14
8， 设置载荷步
C-1，step parameter 选择
一般选increment =500,设置总的迭代步数，默认是100， 有时候如果模型接触太多，可能100步不够。
另外可以勾选Nlgeom，如果模型本身包含了非线性的设 置（非线性材料，设置接触等），程序默认选择Nlgeom。
16
9， 检查模型
A，检查component厚度和重量是否正常
B，检查连接，使用F5-elment-by attached 。
看是否存在没有连接的component，如果有，这些没有连接的component是否已经约束，如果也 没有约束，模型就不会收敛，需要用弹簧单元弱连接到相邻的零件上。
C，检查加载及约束，先输出inp文件 。查找关键字*step,查看每个 step的 载荷、约束及输出是否正常，有没有漏选约束条件。
基于Abaqus的复合材料有限元分析
这一章主要介绍了如何使用Abaqus软件对复合材料进行优化设计。包括形状 优化、尺寸优化、拓扑优化等。通过这一章的学习，读者可以了解如何使用 Abaqus软件进行复合材料的优化设计操作。
这一章主要介绍了一些典型的复合材料有限元分析案例，包括复合材料板、 复合材料梁、复合材料壳等。通过这些案例的分析，读者可以深入了解复合材料 有限元分析的实践应用。
这一章主要总结了本书的主要内容和观点，并对接下来的研究方向和展望进 行了讨论。通过这一章的学习，读者可以深入理解本书的主要观点和未来的研究 方向。
《基于Abaqus的复合材料有限元分析》这本书的目录结构合理，内容丰富， 深入浅出，适合那些对有限元分析和复合材料有一定了解的读者阅读。通过本书 的学习，读者可以深入了解复合材料有限元分析的基本原理和方法，同时也可以 掌握如何使用Abaqus软件进行复合材料的建模、分析和优化设计。
《基于Abaqus的复合材料有限元分析》这本书是对于从事复合材料设计和分析的工程师和研究人 员来说非常有价值的参考书籍。它提供了深入的理论知识和实践指导，使读者可以更有效地使用 Abaqus软件进行复合材料的有限元分析。
精彩摘录
在工程应用中，复合材料因其卓越的性能和设计灵活性，使得其越来越广泛 地被应用于各种结构和设备中。然而，复合材料的设计和优化需要借助专业的工 程分析工具。其中，《基于Abaqus的复合材料有限元分析》一书以其全面深入的 内容和实用性，深受工程界欢迎。本书将为大家分享此书的部分精彩摘录，让我 们一同领略这本书的魅力。
基于Abaqus的复合材料有限元分析
读书笔记
01 思维导图
03 精彩摘录 05 目录分析
目录
02 内容摘要 04 阅读感受 06 作者简介
Abaqus仿真经典教程(通用版)PPT课件
Abaqus仿真分析培训
Copyright 2006 ABAQUS, Inc.
L2.2
模型操作
Ctrl+Alt+鼠标左键 旋转模型
Ctrl+Alt+鼠标中键 平移模型
Ctrl+Alt+鼠标右键 缩放模型
Copyright 2006 ABAQUS, Inc.
L2.3
单位一致性 CAE软件其实是数值计算软件，没有单位的概念。
L2.18
2、划分网格 Mesh
Copyright 2006 ABAQUS, Inc.
Mesh
L2.19
Copyright 2006 ABAQUS, Inc.
Mesh模块专有
Partition分割，化复为简 拓扑修改，该省就省
特征修改、删除等，很少用到 线、面、体分割工具，辅助网格划分 基准点、线、面及坐标系等 拓扑修改等，辅助网格划分
网格划分
Mesh Part，即整体划分网格 Mesh Region，即局部划分网格 Delete Part Mesh，即删除整体网格 Delete Region Mesh，即删除局部网 格
L2.32
Copyright 2006 ABAQUS, Inc.
网格质量
2 选择已划好网格的Part 1
L2.33
Extend Face
选择作为切割平面的实际面
L2.22
Copyright 2006 ABAQUS, Inc.
Partition Cell
Extrude/Sweep Edges
通过拉伸或扫略形成切割面 1、选择被拉伸或扫略的边 2、指定方向进行拉伸或指定沿某边进行扫略
L2.23
abaqus复合材料
abaqus复合材料
第一天主要讲解如何使用Abaqus对不同类型复合材料结构进行基本建模分析，通过基础班的课程学习，学员能够掌握Abaqus复合材料结构建模分析的基本方法，包括复合材料壳单元、连续壳单元、实体单元建模，显式/隐式分析，静力学与动力学问题的求解等，能够掌握基本层压板、复杂层压板、加筋板、夹层板等多种复合材料结构的建模与分析。
课堂上针对常见的复合材料建模错误以及一些错误的认识都会做详细的介绍。
第二天主要讲解复合材料失效理论、面内渐进损伤分析、层间/界面渐进损伤分析等内容；通过第二天课程的学习，学员能够掌握Abaqus 初始损伤分析、面内渐进损伤分析、基于Cohesive内聚力模型的层间/界面渐进损伤分析、基于VCCT虚拟裂纹闭合技术的层间/界面裂纹扩展分析以及VUMAT子程序开发与应用等。
同时会讲解显式准静态分析方法及注意事项，另外还专门为培训学员准备了许多的复合材料辅助建模插件来提高建模效率。
第三天主要讲解多种复合材料子程序的开发、Puck失效理论子程序实现、材料非线性表征、率相关特定表征等方面的内容。
通过该课程学习，能够掌握复合材料UVARM子程序、USDFLD子程序、VUSDFLD 子程序、UMAT子程序、VUMAT子程序的开发，能够基于VUMAT子
程序进一步针对Puck失效理论、材料非线性、率相关性进行深入开发。
Abaqus子程序经典介绍————复合材料固化温度场所用到四个子程序详解
复合材料固化仿真所用到四个子程序详解冯希金目录1. 子程序FILM详解 (3)1.1 子程序FILM的功能描述 (3)1.2 程序界面 (3)1.3 需要定义的变量 (3)1.4 从例程中传递进来的信息 (4)1.5 FILM子程序与INP文件的关系 (5)2. 用户子程序HETVAL (7)2.1子程序HETVAL的功能描述 (7)2.2 程序界面 (7)2.3 需要定义的变量 (7)2.4 可以被更新的变量 (7)2.5 传递到子程序中的信息 (8)2.6子程序HETVAL与INP文件的关系 (8)3. 子程序disp (9)3.1 子程序DISP的功能描述 (9)3.2 程序界面 (9)3.3 需要定义的变量 (9)3.4 传递到子程序中的信息 (9)1. 子程序FILM详解1.1 子程序FILM的功能描述该子程序在热交换分析中用来定义非均匀的对流换热系数和环境温度（sink temperature）。
它的应用在于：（1）可以用来定义基于节点的、基于单元的或者是基于面的非均匀对流换热系数。
（2）可以用来定义环境温度，这个环境温度可以是空间位置、时间、温度、节点号、单元号、积分点号等的函数。
（3）在允许热交换的过程中被调用，这些热交换可以是节点间的、或者是面的积分点间的，它们可以是基于节点、单元或面的非均匀对流条件。
（4）忽略了振幅（5）不论是基于单元的还是基于面的对流换热，都采用一阶热传导单元的节点作为面积分点。
1.2 程序界面1.3 需要定义的变量H(1) ——节点上的对流换热系数，单位是：JT–1L–2–1. H(1) 作为基于节点、基于单元或者是基于面的对流换热条件的数值被传递到例程中参与计算。
如果没有定义值，那么H1（1）被初始化为0，这个系数不能作为输出变量用于输出目的。
H(2) ——,在该积分点上，对流换热系数相对于表面温度的变化率。
其单位是JT–1L–2–2. 通过定义这个值，可以提高非线性分析中的收敛速度，尤其是当对流换热系数是表面温度的函数时更是如此。
abaqus变厚度复合材料单元类型
abaqus变厚度复合材料单元类型abaqus变厚度复合材料单元类型1. 引言在工程领域中，复合材料广泛应用于结构设计和制造过程中。
abaqus 是一种常用的有限元分析软件，它提供了多种材料模型和单元类型供工程师选择。
其中，变厚度复合材料单元类型在多层厚度可变的复合材料模拟中起着至关重要的作用。
本文将介绍abaqus中常见的变厚度复合材料单元类型，并对其进行评估和分析。
2. 变厚度复合材料单元类型概述变厚度复合材料单元类型用于模拟具有不同层厚度的复合材料结构。
在abaqus中，常见的变厚度复合材料单元类型有以下几种：2.1 SHELL63单元类型SHELL63单元类型是一种平面三角形刚度单元，适用于变厚度复合材料结构的模拟。
该单元类型可以模拟不同层厚度的复合材料，具有较高的计算效率和精度。
2.2 SHELL181单元类型SHELL181单元类型是abaqus中最通用的变厚度复合材料单元类型之一。
它可以模拟包括复合材料在内的各种厚度可变结构。
SHELL181单元类型具有较高的弯曲和剪切刚度，适用于复杂结构的分析。
2.3 COMPOSITE SHELL单元类型COMPOSITE SHELL单元类型是abaqus中专门用于复合材料模拟的单元类型。
它可以模拟复杂的复合材料结构，包括不同层的厚度、纤维角度和层间应力。
COMPOSITE SHELL单元类型充分考虑了复合材料的各向异性特性，适用于复杂的力学分析。
3. 变厚度复合材料单元类型的评估为了全面评估变厚度复合材料单元类型的性能和适用性，我们需要考虑以下几个方面：3.1 计算效率计算效率是评估单元类型的重要指标之一。
SHELL63单元类型具有较高的计算效率，适用于大型模型的快速分析。
SHELL181单元类型计算效率较低，适用于中小型模型的分析。
COMPOSITE SHELL单元类型具有较高的计算效率，适用于复杂模型的分析。
3.2 精度精度是评估单元类型的另一个重要指标。
abaqus复合材料建模材料参数
Abaqus复合材料建模材料参数一、引言本文档旨在介绍如何在A ba qu s中建立复合材料模型以及相应的材料参数设置。
复合材料是由两种或两种以上不同性质的材料按一定的方式组合而成，具有轻质、高强度、高模量等特点，在航空航天、汽车工程等领域得到广泛应用。
二、复合材料建模方法1.宏观模型在A ba qu s中，建立复合材料模型的一种常用方法是使用宏观模型。
该方法将复合材料视为等效各向同性材料，通过指定等效材料的弹性常数和热膨胀系数来描述其宏观性能。
2.细观模型对于复材的更精细模拟，可以采用细观模型。
细观模型考虑了材料内部的细观数值，常用的方法包括单元层模型和单元纤维模型。
三、复合材料模型参数设置1.宏观模型参数设置宏观模型中的材料参数包括弹性常数和热膨胀系数。
弹性常数包括Y o un g'sM od ul us（杨氏模量）、Sh ea rM o du lu s（剪切模量）和P o is so n'sR at io（泊松比）。
热膨胀系数描述了材料在温度变化时的尺寸变化情况。
2.细观模型参数设置在细观模型中，除了上述宏观模型参数外，还需要设置与材料内部细观数值相关的参数。
例如，单元层模型需要设定层间剪切刚度和层内剪切刚度，单元纤维模型需要设置纤维体积分数、纤维方向和纤维间隔等。
四、复合材料模型示例下面通过一个简单的示例来说明复合材料模型的建立和参数设置过程。
1.示例问题描述考虑一个平面应力状态下的复合材料层合板，包含两层材料：上层为碳纤维复合材料，下层为环氧树脂基复合材料。
2.宏观模型参数设置示例对于这个示例，我们可以使用宏观模型来建立模型。
假设上层和下层材料的弹性常数已知，分别为：上层材料：-Y ou ng's Mo du lu s:200G Pa-S he ar Mo du lu s:80G P a-P oi ss on's Ra ti o:0.2下层材料：-Y ou ng's Mo du lu s:50GP a-S he ar Mo du lu s:20G P a-P oi ss on's Ra ti o:0.3同时，我们需要给定材料的热膨胀系数，用于考虑温度变化对材料性能的影响。
Abaqus仿真分析培训教程PPT教学课件
N
1bf
T (103kg)
1bf s2/in
s
s
MPa mJ (10-3J)
t/mm3 mm/s2
psi in 1bf 1bf s2/in4
第11页/共31页
1、几何建模 Part
2、划分网格 Mesh
分
3、特性设置 Property
析
流
4、建立装配体 Assembly
程
九
5、定义分析步 Step
第8页/共31页
• 模型树 模型树使用户对模型
以及模型包含的对象有一 个图形上的直观概述。
结果树用于显示输出 odb数据以及XY数据的分 析结果。
两种树使得模型间操 作和管理对象更加直接和 集中。
第9页/共31页
• 什么是模型数据库 (文件扩展名 .cae)? – 对于任意数量的模型，包含所有的模型信息。 – 一般包含一个模型或几个相关的模型。 – 在ABAQUS/CAE 中，一次只可以打开一个模型数据库。
1. Abaqus/CAE简介 2. 简单实例分析
第1页/共31页
Abaqus是一组有限元分析模块。
Abaqus的核心是它的求解器模块，Abaqus/Standard和
Abaqus/Explicit, 是互相补充的、集成的分析模块： Standard
是通用的有限元分析模块，Explicit是显式的动力学有限元分析
模块。
Abaqus/CAE 将 分 析 模 块 集 成 于 Complete Abaqus
Environment，用于建模、管理、监控Abaqus的分析过程和结
果的可视化处理。
前处理+后处理
第2页/共31页
Abaqus/CAE用户界面（版本：6.14）
Abaqus中的复合材料分析
Abaqus中的复合材料分析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。
(完整版)ABAQUS中Cohesive单元建模方法讲解
复合材料模型建模与分析1. Cohesive单元建模方法1。
1 几何模型使用内聚力模型(cohesive zone）模拟裂纹的产生和扩展，需要在预计产生裂纹的区域加入cohesive 层。
建立cohesive层的方法主要有：方法一、建立完整的结构（如图1（a)所示）,然后在上面切割出一个薄层来模拟cohesive单元，用这种方法建立的cohesive单元与其他单元公用节点,并以此传递力和位移.方法二、分别建立cohesive层和其他结构部件的实体模型，通过“tie”绑定约束,使得cohesive单元两侧的单元位移和应力协调，如图1（b)所示。
（a）cohesive单元与其他单元公用节点 (b）独立的网格通过“tie"绑定图1.建模方法上述两种方法都可以用来模拟复合材料的分层失效，第一种方法划分网格比较复杂；第二种方法赋材料属性简单，划分网格也方便，但是装配及“tie"很繁琐;因此在实际建模中我们应根据实际结构选取较简单的方法。
1.2 材料属性应用cohesive单元模拟复合材料失效，包括两种模型：一种是基于traction-separation描述；另一种是基于连续体描述。
其中基于traction-separation描述的方法应用更加广泛.而在基于traction—separation描述的方法中，最常用的本构模型为图2所示的双线性本构模型。
它给出了材料达到强度极限前的线弹性段和材料达到强度极限后的刚度线性降低软化阶段. 注意图中纵坐标为应力，而横坐标为位移,因此线弹性段的斜率代表的实际是cohesive单元的刚度。
曲线下的面积即为材料断裂时的能量释放率。
因此在定义cohesive的力学性能时,实际就是要确定上述本构模型的具体形状：包括刚度、极限强度、以及临界断裂能量释放率,或者最终失效时单元的位移。
常用的定义方法是给定上述参数中的前三项，也就确定了cohesive的本构模型。
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复合材料Abaqus仿真分析图文教程
本文以一个非常简单的复合材料层合板为例，应用Abaqus/CAE对其进行线性静态分析。
一块边长为254mm的方形两层层合板，两层厚度均为2.54mm，第一层铺层角45°,第二层铺层角-45°；板的四边完全固支，板的上表面受到689.4kpa的压强。
各单层的材料相同，材料属性如下：
E1=276GPa，E2=6.9GPa，E3=5.2GPa，γ12=0.25，G12=3.4GPa，G13=3.4GPa，G23=3.4G。
定义模型的几何形状
创建一个具有平面壳体单元基本特征的三维变形体，在草图环境绘制板的几何形状如下图：
定义材料属性和局部材料方向
定义局部坐标系，对于像本例这样的简单几何体，本可以不用另外建立局部坐标系，但笔者还是在本例中用了局部坐标系，主要是考虑到以后再复杂问题中会经常用到这一方法。
创建铺层
最后，指派材料方向到模型。
可以通过工具——查询来检查铺层
生成装配件、定义分析步和输出要求
定义分析步，保留各项默认值即可。
场输出要求和历史输出要求都按默认的输出方式。
规定边界条件和施加载荷
定义完边界条件和载荷后模型会有如下显示
划分网格和定义作业
定义单元类型S8R5
划分8X8结构性网格
定义作业并检查提交求解
在作业管理器中，当状态显示成功后点击“结果”可直接进入结果可视化模块。
后处理
查看各单层的Mises应力
整个层板的Mises应力图。