基于ABAQUS的某复合材料层压板稳定性分析

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,被广泛用于航天、航空和航海等领域。本文以碳纤维树脂基复合材料为例,介绍在abaqus中复合材料结构的建模分析方法。

层压板主要信息如下:

板的尺寸为600mmx400mm,四边简支,在一短边受100N/mm的压缩荷载。板的铺层顺序为:【45/-45/90/0】s(共8层,对称铺层),每层厚度为0.125mm,材料属性如下:

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建模思路如下:

第一步、 创建几何部件


1、进入part,新建part,基本信息如下

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2、在草图绘制中,选择Create lines: Rectangle,输入两个坐标(-300,200)和(300,-200),建立如下长方形板。

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第二步、 网格划分和生成有限元部件模型

1、平板网格划分

模型基本尺寸为10

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网格如下:

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2、生成有限元部件

点击菜单栏Mesh--create  mesh part,选择该部件,重新生成新的部件,名字这里采用系统默认。点击mesh--Element type,选择新生成的部件全部单元,设置单元类型,如下。

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做这一步的好处就是建立一个独立的只包含有限元的新部件,这样我们在修改草图参数的时候,新建的网格部件不会因为草图的改变而改变。



第三步、 定义复合材料属性和铺层检查


1、定义复合材料属性

进入property 模块,点击新建材料模型,进入材料编辑界面,选择meshanical/elasticity/elastic,进入材料弹性参数设置界面,type类型为Lamina,如下:

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2、铺层设置

点击工具区的create section,按如下设置复合材料的铺层。

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3、属性赋值

点击工具区的Assign Section,选择新建的单元部件,将截面参数赋值给单元。

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4、 定义层合板主方向。

点击工具区的Assign Material Orientation,选择新建的单元部件,按如下定义主方向。

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5、查询材料铺叠顺序

点击Tools--query,在property module queries 中选择ply stack plot,弹出ply statck plot 窗口,任意选择一个单元,即可查看铺叠顺序。

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第四步、 装配部件

进入Assembly 模块,新建一个组装。

第五步、创建分析步

进入Step 模块,点击create step,在procedure type 栏中选择linear perturbation,并选择buckle,如下:

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第六步、创建荷载和边界条件

约束示意图如下:

17.jpg


第七步:提交分析

第八步:结果查看

结构第一阶到第六阶的屈曲模态如下

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19.jpg

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