层合板复合材料


      对宇航工业需求的多年关注StressCheck成为目前市场上最好的模拟复合材料层合板结构的有限元分析工具。

 StressCheck具有强大的3D实体逐层建模功能:
     - 高纵横比单元缩减模型规模;
     - 零度角单元方便充填区的网格划分;
     - 考虑大应变和大扭转的几何非线性;
     - 四种应力-应变规律的材料非线性;
     - 层板属性和铺层输入简单;
     - 内嵌的色彩代码方便铺设角可视化;
     - 薄实体(p-q)单元减少CPU时间;
     - 子层同化;
     - 层板正交各向异性材料的材料方向可视化;
     - 层板正交各向异性材料属性可在笛卡儿或圆柱坐标系下定义或映射到单元(一般曲率);
     - 总体/局部分析(位移/扭转或载荷/力 矩)。                                                                                   
 

  强大的后处理功能:
     - 基于任何量、任何位置收敛信息的质量控制;
     - 主应力/应变向量可视化;
     - J1(应变不变量)失效准则;
     - 分离机械应变和热应变分量;
     - 任意坐标下提取应力/应变结果;
     - 沿边、面、体的平均应力/应变/公式计算;                                                         
     - 基于公式的后处理。 

 

      在StressCheck中,参考总体坐标系、局部坐标系或局部圆柱坐标系的周向,每一单个层片或子层的正交各项异性属性连同材料方向一并分配给单元,对于很多实际问题,需要采用一般曲率方法。
      StressCheck具有排列材料属性与单元曲率一致的功能并提供两个新的选项:Lam-MapEdge 和 Lam-MapVolume。
      用户输入简单。在两个选项中主方向都是基于所选单元的面和边计算的。对Lam-MapEdge选项,材料1-轴与由选择边的方向定义的自然坐标方向一致,而且在选择单元区域的所有点上都与该边线平行。对于Lam-MapVolume选项,材料1-轴方向均一的在单元面之间转换。该选项允许进行包括切削纤维的注模部件的建模,切削纤维的方向与铸型一致。StressCheck有一选项显示材料方向箭头,这一功能在校核铺设角方向(如上图示)时特别有用。


 

 粘接复合材料


       如果你是一位粘接组件设计/鉴定专家,或者是负责飞行器结构粘接维修的工程师,那么你就需要StressCheck。对于诸如电子元件、结构、机械零部件以及粘接接头等复合材料层板部件的分析,StressCheck为其提供最先进的技术。

       CAI(某航天工业复合材料研究机构)对当前用于复合粘合接头失效分析领域的软件的性能进行了一个广泛的比较研究。最后,该机构研究团队一致地选择用StressCheck取代现有的复合粘合失效分析软件,同时改进了现有粘接接头分析的行业标准软件。
      通过StressCheck独有的手册构架,诸如复合材料层压板分析等高级技术包让团队中的专业和非专业分析人员都能使用。合格的分析人员可建立复杂层结构的参数化模型,并将其置于“自动防故障”的手册环境中,这样在一线的工程人员也能使用。
      StressCheck手册模型能囊括所有与定义层压复合材料结构相关的设计变量,包括铺层数、铺设角度、铺层组重复因子、材料系数、接头尺寸和边界条件(载荷和位移)。该高级技术能让用户保存所有相关的解答结果和模型结果提取过程,这样用户只要通过简单地更新参数值进行求解即可。求解完成后,程序基于收敛估计和定义的失效准则自动生成一份包含求解质量评估的报告。 
 
   通过StressCheck强大技术,复合材料建模从未有过的简单有效:
      - 层压材料色彩编码使可视化更为简便;
      - 等效子层材料属性自动计算;
      - 考虑粘合剂屈服的材料非线性分析;
      - 大纵横比单元使网格划分更为简便,同时保持很高的求解精度;
      - 公式化失效准则高级提取过程。 
      细节网格划分:观察上面的图片,你会看到正确离散一个胶接组件只需很少的单元。特别是我们用一个单元就能代表很薄的粘合剂层,该粘合剂层的厚度可薄至几个密耳(密耳:长度单位,等于一英寸的千分之一,约0.0254毫米)。这种情况只有p-version有限元分析方法能够实现,因为假若采用低阶单元的h-version限元方法,剪切闭锁现象将不可避免的发生。StressCheck最适合解决这些类型的问题,并具很多便利网格划分和估算复合材料胶接接头失效的功能。
      分析选项:StressCheck技术的新发展使确定表征复合材料部件寿命和耐久性的关键力学和热学参数成为可能。这是正确解释实验数据的必要前提,就像在线弹性断裂分析里,应力强度因子计算是正确解释试验获得的裂纹扩展数据的必要条件一样。这种功能,结合从简单试验获得的参考数据,用来评估电子元件设计和复合材料技术领域的设计方案。
      评估复合材料胶接接头需要对设计载荷进行材料非线性分析,然后基于某些预先定义的准则估算失效载荷。StressCheck估算失效载荷(可在手册构架中用到)具体的非线性求解过程分为两步:
      - 设计载荷:首先给胶接接头施加设计载荷,完成材料非线性分析后,根据预先定义的不同失效准则计算出安全裕度。对不同的失效模式可基于平均值给出不同的安全裕度表达式。
      - 失效载荷:设计载荷分析后,载荷按指定的数值增加,再次执行求解。在每一载荷步末,程序执行一次检查,以确定载荷值是否超过某失效准则。只要满足某一失效准则,便可停止分析或继续增加载荷接着求解直到满足所有失效准则。
      基于塑性变形理论和von Mises屈服准则,应用StressCheck材料非线性分析功能,可实现分析的自动化。弹塑性材料属性的粘合剂材料可以定义为弹性-理想塑性、双线性、Ramberg-Osgood或由5个参数表征的应力-应变关系曲线。
 
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   

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