複合材料

簡介

複合材料輕質、牢固、多用途的特性使其成為多種製造類型的優選方案。碳纖維(CFRP)這種通常用於航空航太和汽車領域的複合材料正越頻繁地應用於其它領域,例如自行車車架和樂器。然而,它們的複合特性使得精確模擬成為一種挑戰。

ANSYS提供一套完整工具來克服此類挑戰。這套工具的核心ANSYS Composite PrepPost (ACP)是複合分層建模和故障分析的專用工具。您可以為隱式和顯式的結構、熱力以及流體模擬生成分層複合模型。ACP可提供高效的分層和一流的固體元素建模能力,並提供多種模型資訊交換方式的平臺。其支持獨立於供應商的HDF5複材CAE檔案格式,用於與第三方工具通用。除複合結構建模外,ANSYS Composite Cure Simulation (ACCS) 還可類比固化製程。該產品可模擬部件的固化過程,並預測殘餘壓力和加工過程引起的變形。

 

 

薄型複合材料結構的高效工作流程

分層複合材料可用於多種不同產品,例如自行車上的空管、飛機機身、風力渦輪機或壓力容器的葉片。分層複合材料的設計涉及大量分層、材料、厚度和方向在內的複雜定義。如果沒有合適的FEA工具設置模型,您可能會花很多時間才能真正從複合材料失效分析中得到結果。

利用邊緣等實體幾何特徵定義複合材料的方向
 

應用複材於垂直風力渦輪機的設計

 

Ansys可為設計複合材料結構提供完整的模擬工作流程,該流程與製造過程接近:

  • 定義基材、纖維和預定義堆疊(疊層)
  • 根據幾何屬性直觀地定義材料方向
  • 將纖維放在模具上時定義全域和局部疊層

透過局部剖面視圖、厚度圖、材料屬性局部視圖等多種途徑檢查複合材料疊層建立情形。設置模型後,就可在幾何結構上定義載荷和邊界條件,並計算複合材料失效解決方案。然後利用特定工具分析設計產品的潛在故障:

  • 快速識別關鍵區域的全域因數
  • 根據最新的失效準則進行失效層的局部識別

 

最後,可方便地研究幾何變化等設計變更的影響,以瞭解設計對於這些變化的敏感性。

 

 

More Information 

比風還快–風帆結構的複材應用

 

設計實體複合材料

 
 
 

 

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