中文字幕一级黄色A级片|免费特级毛片。性欧美日本|偷拍亚洲欧美1级片|成人黄色中文小说网|A级片视频在线观看|老司机网址在线观看|免费一级无码激情黄所|欧美三级片区精品网站999|日韩av超碰日本青青草成人|一区二区亚洲AV婷婷

您當前的位置:檢測資訊 > 科研開發(fā)

如何模擬和設計復合材料的微觀結構

嘉峪檢測網(wǎng)        2020-11-30 16:49

對于工程師而言,對材料(如復合材料)微觀結構的建模與分析并不容易,如果工程師必須嚴格地考慮材料微觀結構的所有細節(jié),那么有限元模擬的計算量將遠遠超出當前的計算能力。

如何模擬和設計復合材料的微觀結構

在使用拓撲優(yōu)化設計的復雜支架(右)中使用未對準的纖維微結構(左)

 

考慮到目前幾何圖形(如拓撲優(yōu)化的幾何圖形和裝配體)呈現(xiàn)越來越復雜的趨勢,模擬計算量也將會隨之大幅增加,如果這些復雜的幾何形狀還具有復雜的微觀結構,則模擬它們的唯一方法是使材料屬性均勻化。

 

Ansys Mechanical Enterprise中提供的Ansys Material Designer可使工程師能夠優(yōu)化微觀結構,并使復雜材料和復合材料的材料特性均勻化。本文主要介紹了如何使用該軟件對復雜的復合材料微觀結構進行模擬分析。

 

Material Designer能夠計算異質材料結構的彈性和熱特性,例如復合材料中的結構。為此,需要首先定義基礎材料的屬性和微觀結構的代表體積元素(RVE),RVE被定義為材料的最小體積元素,并使用宏觀模型中的典型材料特性的準確統(tǒng)計來表示。

如何模擬和設計復合材料的微觀結構

材料設計器捕獲非均勻材料體系結構的材料響應,并擴展為均勻的宏觀行為

 

工程師可以使用Material Designer定制尺寸,并影響RVE的尺寸和材料屬性,他們甚至可以制作自定義RVE;此外,借助Material Designer,工程師可以基于自定義和預定義的幾何類型來分析RVE。Material Designer中可用的一些預定義的微結構包括:

如何模擬和設計復合材料的微觀結構

材料設計師預定義了幾種RVE幾何形狀,但工程師也可以制作用戶定義的RVE

 

 

單向纖維;

 

機織物;

 

短切的隨機纖維;

 

長而隨機的纖維;

 

切碎的有序纖維;

 

長而有序的纖維。

 

工程師還可以使用晶格定義材料的微觀結構,這些晶格可以是用戶定義的,也可以基于預定義的形狀如菱形、立方、八角形或金字塔形。

 

一旦Material Designer定義了材料微結構的均質特性,就可以在Ansys Mechanical或Ansys Workbench中使用數(shù)據(jù),通過Material Designer計算的材料特性可以在后續(xù)模擬中重復使用。這意味著一旦工程師完成了新材料或復合材料的設計,他們便可以將其工作重新用于其他零件設計。

如何模擬和設計復合材料的微觀結構

可以將材料設計師分析單元捆綁在一起,并分析不同比例和位置的材料行為

 

此外,可以在模擬中將不同的Material Designer分析單元捆綁在一起,這有助于工程師捕獲材料特性如何根據(jù)比例和位置而變化。最后,可以對Material Designer進行完全參數(shù)化,通過將參數(shù)傳遞到優(yōu)化工作流程中,工程師可以優(yōu)化RVE體系結構和材料特性。

如何模擬和設計復合材料的微觀結構

分享到:

來源:碳纖維及其復合材料技術

相關新聞: