小白速成：ABAQUS复合材料分析

复合材料由于其性能优于普通材料，所以复合材料的应用日益广泛，而有限元仿真是研究 材料力学性能的重要手段。ABAQUS 作为现阶段应用最广泛的有限元仿真模拟 软件，在模拟 材料建模和分析复杂的材料力学结构上具有优越的性能。作为通用的模拟工具，ABAQUS 以 其强大的功能得到更广泛的应用，在化工、航空航天、建筑科学 、环境能源等多个领域都 有它的身影。有限元仿真 的基础是模型的建立，根据许多学生的反应，复合材料进行建模 是一个痛难点。

以下内容可以学习或参考

掌握 ABAQUS 软件建模及计算分析流程,通过纤维增强复合材料层合板和颗粒/短 纤维改性 复合材料为实例的进阶学习，并以 MATLAB、PYTHON、FORTRAN 多种开发方式为例快速掌握 ABAQUS 二次开发要点，灵活调用模块方法，完成自己的设计计算需求

一、Abaqus 建模 基础（理论+实例）

1、ABAQUS 建模基础——以基础操作为例，让学员迅速掌握ABAQUS 软件建模 通用操作方法

1.1 ABAQUS 软件体系及应用背景

1.2 ABAQUS 典型本构关系与导入方式

1.3 ABAQUS 前后处理模块

1.4 常用单元建模

1.5 荷载施加与边界条件

1.6 网格划分 (重点讲授)

二、ABAQUS 复合 材料建模入门 （理论+实例）

2、ABAQUS 复合材料建模入门——以复合材料层合结构建模、 静力失效分析为例，让学员掌握基于 ABAQUS 软件的复合材料建模及力学分析流程

2.1 复合材料力学基础理论

2.1.1 层合结构的本构特点、变形假定与刚度计算

2.1.2 层合结构的强度准则 和损伤判据

2.1.3 层合结构的热传导与多场耦合分析

2.2 层合结构的单元与特点介绍

2.2.1 Abaqus 中复合材料层合板结构建模分析流程

2.2.2 建立普通壳单元、连续壳单元及多层实体单元

2.3 ABAQUS 静力失效分析

实例操作:

1. 复合材料层结构的三种常用建模方法、静力分析中强度 准则和损伤判据的引入、数据输入与输出

2. 层合结构的热-力耦合分析

三、ABAQUS 断裂力学 与裂纹扩展 （理论+实例）

3、ABAQUS 纤维增强复合材料层合板分层和界面损伤与扩展

3.1 结构建模 过程与计算分析

3.1.1 角铺设复合材料层板结构与建模

3.1.2 拉伸强度、压缩强度 、剪切强度与失效过程模拟

3.1.3 弯曲失效过程模拟

3.1.4 Abaqus 中复合材料层合板 分层损伤的引入方法

3.1.5 界面损伤 cohesive 单元的应用技术

3.2 复合材料层合板分层和界面损伤、断裂与裂纹扩展

3.2.1 虚裂纹闭合技术(VCCT)理论与实现方法

3.2.2 界面损伤内聚力分析（cohesive 单元）

3.2.3 扩展有限元理论与实现方法

3.3 ABAQUS 分层和界面扩展行为的模拟计算

实例操作:

1. 基于虚裂纹闭合技术(VCCT)的分层扩展模拟

2. 基于 cohesive 单元的分层/界面损伤扩展模拟

3. 基于 XFEM 方法的裂纹扩展模拟

四、ABAQUS 复合材料加筋板结构承载能力 预测（理论+实例）

4、ABAQUS 加筋板结构在静载荷 作用下的承载能力预测

4.1 层合加筋结构的屈曲与后屈曲分析

4.1.1 特征值屈曲分析 、后屈曲分析及后屈曲路径

4.1.2 含制造缺陷或低速冲击损伤层合板分层后屈曲

4.1.3 后屈曲分析涉及的非线性方程组收敛问题与解决

4.2 薄壁加筋结构的面内剪切载荷作用下的失效分析

4.2.1 面内剪切载荷作用下的建模技巧

4.2.2 面内剪切载荷作用下的屈曲和失效分析

实例操作:

1. 复合材料加筋板的压溃分析

2. 面内剪切载荷作用下的加筋板 的承载能力预测

3. 复合材料加筋板剪切失效模拟

五、颗粒/短纤维改性复合材料建模及计算（理论+实例）

5、ABAQUS 颗粒/短纤维改性复合材料力学建模及计算结果分析

5.1 复合材料损伤失效行为的多尺度分析 概述

5.2 基于 ABAQUS 的细观力学计算

5.3 增韧复合材料结构仿真与力学性能分析

5.3.1 材料力学性能 多尺度分析理论与分析方法

5.3.2 胞元理论与边界条件施加

5.3.3 基于胞元模型的强度预测方法

5.3.4 颗粒/断裂维分布型材料的模型生成技术

5.3.5 增韧复合材料结构的宏观失效过程模拟

实例操作:

1. 颗粒增强金属基复合材料 结构建模、拉伸过程及失效分

2. 短纤维增强复合材料结构建模、胞元分析技术

六、ABAQUS 复合材料动力分析 （理论+实例）

6.ABAQUS 复合材料动力分析及应用

6.1 结构动力学算法基础理论概述

6.2 复合材料层合结构低速冲击及冲击后剩余压缩强度实验 与仿真技术

实例操作:

1. 复合材料加筋板自由振动 分析

2. 复合材料加筋板低速冲击过程模拟

3. 低速冲击损伤的复合材料加筋板剩余压缩强度计算

4. 高速冲击模拟

七、ABAQUS 二次开发 （理论+实例）

7.ABAQUS 二次开发

以 MATLAB、PATHON 及子程序 和 FORTRAN的二次开发方式为例让学员快速掌握二次开发要点，灵活调用这些模块方法，完成自己的设计计算需求

7.1 基于 MATLAB 和 Python 的 ABAQUS 开次开发

7.2 基于接口子程序和 FORTRAN 的 ABAQUS 二次开发技术

实例操作:

1. 基于 MATLAB 的变角度铺丝复合材料层合结构建模

2. 基于 Python 的参数化 建模及插件实例

3. 基于 UMAT 接口子程序的材料弹塑性分析

4. 基于 UMAT 接口子程序的材料粘弹性分析

5. 基于 USDFLD 复合材料层合板的损伤分析

八、论文写作及学术交流

8.1 基于 ABAQUS 复合材料仿真计算文章（SCI）案例

8.2 SCI 论文创新思路与写作技巧以及未来航空航天复合材料发展趋势与创新研究 展望

以上内容对于新手小白可作为参考学习

详情见公众号：科研硕博