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微观复合材料力学性能分析,仿真和实验怎么对得上

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我之前做微观复合材料力学性能分析的时候,没上来就直接建满是纤维的复杂模型,先从单胞模型入手,选代表性体积单元RVE作为基础分析对象,不用把整个宏观零件都拆成微观结构,那样网格量直接爆掉,普通工作站根本带不动。先在Part模块里画好基体和纤维的几何,纤维按实际工艺里的随机分布排布,别全摆成规整的行列,不然算出来的模量和实际测试值偏差很大,之前图省事摆过规则排列,结果拉伸模量比实验值高了快两成,后来改了随机分布才对上。

材料属性分开定义,基体的弹塑性参数、纤维的各向异性参数,全对着材料手册和实验测试数据输,别随便找网上的通用参数凑数,界面层单独建一层零厚度的Cohesive单元,把界面脱粘的损伤准则输进去,不然算到高应变阶段,纤维和基体直接穿模,结果完全失真。网格划分的时候,纤维和基体的接触区域要手动加密,别全用自动划分的粗网格,提交计算前先做一次网格收敛性验证,把不同密度的网格算出来的应力结果对比,误差控制在5%以内再正式跑,最后把算出来的微观应力应变场做均匀化处理,得到宏观的等效力学性能,和宏观拉伸实验的结果对标,反复调整界面参数,直到两者匹配,这样出来的分析结果才能用来指导实际的材料配方优化。


从CT扫描微观复合材料形貌,并对形貌进行建模和分析其力学性能,包括压缩、拉伸、牵引、纳米压痕等

通过分析可以定量获得微观复合材料结构的力学性能。

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