复合材料

模拟优化复合材料层合铺层,求解层合板应力和应变,信心预测失效
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水平间隔

工程复合材料实际上已经使用了数千年。土坯砖是用泥土和稻草的混合物制成的。正是每一种材料的物理特性的结合赋予了复合材料许多物理特性。今天的先进复合材料,如碳纤维,结合了我们已经知道的综合性能-轻量化,强,耐用和耐热。今天,组件的好处和产品设计和生产的复合材料——而不是金属,如铝和钢——被许多行业。

”定义为“工程材料、复合材料提供产品制造商重量和性能方面的几个优点。然而,与金属等普通材料相比,它们在产品设计过程中也面临着一些挑战。分层、导致最终失效的微裂纹和其他机制对复合材料非常重要,这些不是金属材料设计中的因素。由于漫长而昂贵的制造过程,物理原型设计更加不实用。如果没有正确的CAE工具,选择合适的材料可能会消耗时间和资源。

betway必威登陆网址MSC Software在复合材料中的广泛解决方案能力有助于分析和增强复杂的复合设计。MSC提供的工具适用于各种类型的复合材料,即高级复合材料、夹层板、塑料、纳米复合材料、硬质金属等。

betway必威登陆网址MSC软件用于多种类型的复合建模:
  • 碳纤维增强复合材料
  • 复合层铺设设计
  • 内聚区建模
  • 固化和收缩
  • 损伤容限
  • 分层
  • 用层压板模型覆盖
  • 疲劳分析
  • 剪切搭接接头的分析
  • 第一层失败——希尔、蔡武、哈辛、帕克等等
  • 蜂窝夹层结构
  • Macro-mechanical分析
  • Micro-mechanical分析
  • 复合材料结构的多尺度建模
  • 非线性行为
  • 颗粒增强材料
  • 进步的失败
  • 回弹
  • 叠层结构的应力分析
  • 温度依赖性
  • 虚拟裂纹闭合技术
工业用途:
  • 航空航天和国防:发动机短舱,副翼,雷达罩,飞机面板,地板,门,隔热罩,机翼结构,方向舵,机身直升机,旋翼桨叶,弹道防护。
  • 汽车:车身面板,底盘,保险杠,刹车转子,座舱,微调,仪表盘。
  • 消费产品:体育用品,包装,散热片为电子系统,自行车框架,头盔,家具,建材。
  • 能源:风力涡轮机叶片,太阳能电池板,海上结构包括厚壁管,海底管道,和储罐。
  • 医疗:修复术,矫形学,负重植入物,外科设备,内窥镜/腹腔镜设备,吸引/冲洗设备

在设计阶段识别和处理制造问题,可以节省相当可观的后续成本。

例如,许多复合组件需要在曲面上覆盖多个层。这将导致材料的剪切、过度拉伸和纤维取向的显著变化。过度的剪切会导致生产困难,如果纤维偏离了预期的方向,就会导致结构损坏。

MSC算法,处理这个问题,通过帮助预测单向和编织层的纤维方向和剪切,因为他们围绕弯曲和复杂的表面褶皱。

通过MSCbetway必威登陆网址软件的解决方案,您可以研究复合材料结构的行为跨越加载谱。你可以同时进行线性和非线性分析来准确地预测这些结构的响应。

  • 线性和非线性静
  • 线性和非线性瞬态
  • 正常模式
  • 屈曲
  • 直接或模态频率响应
  • 直接或模态复特征值
  • 直接或模态瞬态响应
  • 传热
  • Thermal-Structural分析

易于使用的联系人设置为您节省显著建模工作,同时为您提供在设计复合材料结构所需要的稳健性和准确性。

由于复合材料的异质性和分层特性,多种故障机制影响复合材料的使用过程中的表现。

损害的累积可能会逐渐导致性能下降,并最终导致故障。

  • 渐进失效分析:使用包括最大应力、最大应变、Hill、Hoffman、Tsai-Wu、Hashin、Puck、Hashin- tape或Hashin- fabric在内的多种失效标准中的任何一种来预测材料的损伤进展。
  • 分层:使用内聚区建模技术分析层间粘结的弱化和破坏。
  • 裂纹扩展:利用虚拟裂纹闭合技术(VCCT)模拟裂纹扩展,设计出抗裂纹扩展性能更好的产品。

MSC的设计优化解决方案使用户能够优化他们的设计,节省材料成本

复合材料可以被设计以适应特定的应用。然而,使用物理原型设计的试验和错误设计是非常昂贵的。MSC的设计优化解决方案使用户优化他们的设计和节省材料成本,通过最小化重量和解决各层厚度和方向。

通过利用一套完整的优化功能,包括形状、大小和拓扑优化,用户可以更快地创新。

DIGIMAT,让工程师做复合材料的微观和宏观分析 - 来计算在各种下游FEA分析利用其机械性能,热性能和电气性能。

例如,对于模制材料,工程师通常通过从Moldflow、3D-Sigma、Moldex3D、Simpoe或其他注射成型模拟解决方案收集材料信息和定向数据来开始建模。Digimat-MAP计算从注射成型的残余应力和温度啮合,并且限定一个理想的结构FEA啮合。

在这里,工程师可以将这些参数导入到商业FEA程序中,如MSC Nastran或Marc。他们也可以使用Digimat MF的MX, FE模块看为复合材料和其组分,并期待在希望的候选材料的试验数据。

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