ABAQUS建模与材料分析清单详解

1、复合材料建模的三种常用模型：

1）微观模型：把基体和增强材料都作为连续的可变性体进行独立建模，通常在仿真中用到较少。

2）宏观模型：把复合材料当成单个的正交各相异性材料或者完全当成各向异性材料。

3）混合模型：把复合材料等效成几部分，从宏观上建增强层。这种建模方式在仿真中应用最多。

2、宏观建模的介绍：

1）对复合材料进行宏观建模时要把复合材料当成单一的正交各向异性材料或者当作各向异性材料。

2）复合材料通常被认为是弹性的。

3）各向异性塑性模型通常用来仿真复合材料的非弹性变形。

4）它的形变场是均匀的。

5）宏观建模是用来模拟复合材料的整体行为以此建模时材料的非线性以及局部失效都不被考虑进去

6）宏观建模时通常用于研究结构失效（屈服），不考虑材料失效（分层、脱粘）。

7）宏观模型计算量较小，相对来说比较简单，适用于分析较简单的问题。

3、在混合建模时可以把复合材料分成若干层每一层的材料属性都为各向异性，也可以把复合材料建成连续的几层。复合材料在混合建模时又可以选择不同的单元如：层和壳单元、连续壳单元、连续薄壳网格单元以及连续实体单元。在仿真时应了解每种单元的优缺点根据实际问题选择最佳方案，以求仿真结果的准确性。

4、连续壳单元适用于较薄的结构，在线弹性范围内和非线弹性范围内均可适用，它的分析结果比传统壳单元更加准确。连续实体单元：

1）复合材料用实体单元仿真时仅限于用立体的六面体单元，这种单元只有位移上的自由度。

2）连续实体单元大都用于简单的复合材料建模或者作为辅助单元和连续壳单元一起应用于复合材料的建模。

3）但在下列情况时必须要采用连续实体单元建模：横向剪切应力占主导作用时、不能忽略正应力时以及需要精确的层间应力时。

5、在定义复合材料的属性时有三个方向需要注意：

1）Layup orientation

2）Ply orientation

3）Additional rotation

6、ABAQUS当模拟超弹性材料时，作出如下假设：

1）材料行为是弹性。

2）材料行为是各向同性。

3）模拟将考虑几何非线性效应。

7、ABAQUS/Standard默认地假设材料是不可压缩的。ABAQUS/Explicit假设材料是接近不可压缩的（默认的泊松比是0.475）。弹性泡沫是另一类高度非线性的弹性材料。它们与橡胶材料不同，当承受压力载荷时它们具有非常大的可压缩性。在ABAQUS中，应用不同的材料模型来模拟它们。

8、材料失效（只能在ABAQUS/Explicit中定义和应用）

1）BRITTLE CRACKING: 该材料模型用于拉伸开裂的脆性材料，比如混凝土。

2）BRITTLEFAILURE: 该选项允许单元脆性开裂并失效，然后从模型中删除。

3）EOS: 材料的状态方程可以用于模拟流体动力学 (爆炸)材料，或几乎不可压流体。

4）SHEAR FAILURE: 该选项用于模拟金属材料的韧性失效 。

5）TENSILEFAILURE: 该选项用于模拟材料的拉伸失效。

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