复合材料失效分析
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如图5-7所示，有一长3米的工字梁，高度为0.3m，上下翼缘的宽度为0.2m。材料为T300/5208，是20层对称分布叠层板，每层的厚度为0.001m，各层的方向角分别为0、45、90、-45、0、0、45、90、-45和0度，材料特性为：E x=181Gpa，E y=E z=10.3Gpa，G xy=G xz=7.17Gpa，G yz=3.78Gpa，υxy=0.016。沿轴强度：
σx+=1500Mpa，σx-=1500Mpa，σy+=40Mpa，σy-=246Mpa，σz+=40Mpa，σz-=246Mpa，τxy=68Mpa（+表示受拉，-表示受压）。工字梁一端固定，另一端受集中力分别为：100N 、10000N和100N 。计算工作应力和应变、失效应力和失效层等。
图5-7叠层板工字梁结构和载荷示意图
5.3.2 GUI方式
(一) 定义单元类型、实常数和材料特性
1. 选取菜单元途径Main>Preprocessor>Element type>Add/edit/delete，弹出Element Types窗口。
2. 单击Add，弹出Library of Element Types窗口，左边选择窗口选择Structural Shell，右边选择窗口选择中选择Linear Layer99,单击OK。
3. 单击Element Types窗口中Options,弹出SHELL99 ElementType Options窗口，将K8设置为ALL Layer，单击OK。单击Element Types窗口中Close。
4. 选取菜单途径Main menu>Preprocessor>Element Type>Real Constants，弹出Real Constants窗口。单击OK，弹出Element type for Real Constants窗口。单击OK，弹出Real Constants Set Number1,for SHELL99窗口，依次输入NL=20、LSYM=1、LP1=1和LP2=20。
5. 单击OK，弹出Real Constants Set Number 1，for SHELL99附加信息窗口，所有MAT输入1，所有TK输入0.001，THETA依次输入0、45、90、-45、0、0、45、90、-45和0。单击OK。再单击Real Constants窗口中的Close。
6. 选取菜单途径Main menu >Preprocessor>Material Props>Material
Models>Structural>Linear>Elastic>Orthotropic,弹出Orthotropic Material Properties 窗口，单击OK后依次输入EX=181e9，EY=10.3e9，EZ=10.3e9，PRXY=0.016，GXY=GXZ=7.17e9，GYZ=3.78e9单击OK。
(二) 定义失效准则
1. 选取菜单途径Main menu>Proprocessor>Material Props>Failure Criteria > Add/Edit，选择为哪一个材料定义失效准则，本例只有材料1，直接单击OK，弹出Add/Edit Failure Criteria窗口，在Stress in Tension的X、Y、Z栏中分别输入1.5e9、4e7、4e7，在Stress in Compression的X、Y、Z栏中分别输入-1.5e9、-
2.46e8、-2.46e8，在Stress in Shear的XY栏中输入6.8e7，单击OK。
(三) 定义有限元模型
1. 选取菜单途径Main
menu>Prepocessor>-Modeling-Creat>-Areas-Rectangle>By Dimensions ，弹出Create Rectangle by Dimensions对话框，在X1和X2处输入0和3，在Y1和Y2处输入0和0.3，单击OK。
2. 选取菜单途径Utility Menu>Work Plane>Offset WP by Increments,将工作平面坐标系绕X轴逆时针旋转90度。
3. 选取菜单途径Main
menu>Prepocessor>-Modeling-Creat>-Areas-Rectangle>By Dimension，弹出Create Rectangle by Dimensions对话框，在X1和X2输入0和3，在Y1和Y2处输入0.1和-0.1，单击OK。
4. 选取菜单途径Utility Menu>Work Plane>Offset WP by Increments，将工作平面坐标系沿工作平面坐标系Z轴移动-0.3。
5. 选取菜单途径Main
menu>Prepocessor>-Modeling-Creat>-Areas-Rectangle>By Dimension，弹出Create Rectangle by Dimensions对话框，在X1和X2输入0和3，在Y1和Y2处输入0.1和-0.1，单击OK。
6. 选取菜单途径Main menu>Prepocessor>Operate>Partition>Areas，弹出Partition Areas拾取对话框，单击Pick All。
7. 选取菜单途径Main menu>Prepocessor>Mesh>-Meshing-Size
Cntrls>-Global-Size弹出Global Element Sizes窗口，在SIZE处输入0.1，单击OK。
8. 选取菜单途径Main menu>Prepocessor>-Meshing-Mesh>-Areas-Free，弹出Mesh Areas拾取对话框，单击Pick All。
9. 选取菜单途径Main menu>Prepocessor>>Numbering Ctrls>Merge Items ,将Label设置为Node ，单击OK。
10. 选取菜单途径Main menu>Prepocessor>>Numbering Ctrls>Compress Number ,将Label设置为Node ，单击OK。