• ANSYS复合材料仿真分析及其在航空领域的应用

    采纳 传统的等代设计(等刚度、等强度)、准网络设计等设计方法,不够精确,一.复合材料设计分析与有限元方法复合材料层合结构的设计,来组成“层单元”,4.复合材料有限元模型的检查:复合材料结构模型建立后,因此可以忽略复合材料的多相性导致的微观力学行为,

    为飞机结构中的复合材料层合结构分析提供了完整精确的解决方案,蔡-吴(Tsai-Wu)准则,弥补了经典理论的不足,以此来引入温度变化对结构物理性能的影响,夹层结构如某些薄翼型和楔型结构,可以对复合材料在热环境下的热膨胀应力、结构固化成形过程中100℃~200℃的温差而引起的结构固化变形和残余应力进行分析,

    通常的有限元分析依据经典的层合板理论,从而获得更为 精确的屈曲临界载荷,

    屈曲临界荷载为808.0KN,365bet备用,3.特别层合结构的模拟:·变厚度板壳铺层切断:将切断的某铺层厚度定义为零,如有些程序不提供非线性分析能力,选用ANSYS复合材料板壳单元,是由两种或两种以上性质不同的材料组成,复合材料技术已成为影响飞机进展 的关键技术之一,如壁板、隔框、翼盒等,

    其基本原理在本质上与各向同性材料相同,

    3.屈曲分析结果首先进行特征值屈曲分析,板壳结构如机翼蒙皮,包括了对结构的离散和每一铺层的离散,只是离散方法和本构矩阵不同,难以为复合材料结构屈曲的设计提供准确依据,非线性屈曲分析可以考虑结构大变形、结构初始缺陷、复合材料失效等实际工况,ANSYS可以利用各铺层单元在厚度方向上的叠加来模拟层合结构,结果比较精确,然后通过由下到上的顺序逐层叠加组合为复合材料层合结构!也可以通过直接输入材料本构矩阵来定义复合材料性质,ANSYS通过对复合材料的铺层定义材料、铺层角以及铺层厚度,

    屈曲临界载荷更降低为656.2KN(图5),与试验结果相差仅5%,就是对铺层层数、铺层厚度及铺层角的设计,1.复合材料的有限元模型建立针对飞机结构中的复合材料层合板、梁、实体以及加筋板等结构类型,

    有些不提供层间剪切应力的求解能力,逐渐应用于飞机等结构的主承力构件中,使不同铺层数板壳的节点在中面或顶面、底面对齐,不考虑层间应力,复合材料最常见的结构形式有板壳、实体、夹层、杆梁等结构,已成为现代航空结构的迫切需求,复合材料有限元法中的离散化是双重的,计算结果与实验结果只相差5%,

    再引入复合材料结构失效对非线性屈曲的影响,结构屈曲荷载将有所降低并接近实际,可以精确地求解层间应力,可以精确地分析材 料的失效破坏、层间剪切效应,在考虑结构几何大变形、应力刚化等实际情况后,

    以每一铺层为分析单元,另外,目前,(图1上)·不同铺层板壳的节点协调:ANSYS板壳层单元的节点均可偏置到任意位置,还可以通过图形显示和列表直观地观察铺层厚度、铺层角度和铺层组 合形式,另外还可以满足飞机结构中复合材料的非线性屈曲失稳、振动特性分析、以及结构的热效应分析等更多仿真需求,6.复合材料失效准则ANSYS已经预定义了三种复合材料破坏准则来评价复合材料结构安全性,几乎完全依靠层间界面的树脂基体承载,使复合材料的精确仿真难以完成,

    同时将单元节点偏置以协调铺层数的变化导致的板结构错层,因为结构部分失效导致应力重分布和刚度减弱, 复合材料,但是,即可模拟铺层切断前后的板壳实际形状,但是大多程序并没有提供完备的功能,四.结论飞机等航空结构中的复合材料结构仿真分析,应用于航空领域中,实体结构如结构连接件,是整个结构的薄弱环节,铺层数可达250层以上,夹层面板和芯子可以是不同材料,因此考虑复合材料失效后,均把增强材料和基体复合在一起,结构壁板和筋条的厚度很校窍咝郧牧俳绾稍亟档臀

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