我原来主要是在patran/nastran上进行复合材料建模的,在听了技术邻上君莫老师的视频后,了解到了abaqus的三种建模方式,萌生了利用三种方法进行模拟然后进行结果对比的想法。这三种方法分别是: 三种的区别为:conventional shell为壳单元,continuum shell为体单元,只不过用复合材料来定义体单元。Solid也为体单元,但单元类型与continuum shell不同,另外材料不能选择lamina。总结下来: 1,conventional shell是用2D的lamina材料来定义壳单元,最简单。 2,continuum shell用2D的lamina材料来定义体单元,单元类型必须为continuum shell,必须要改; 3,solid是用3D的engineer材料来定义体单元,也可以用composite的方式来定义,但网格划分时必须全部为Hex的类型,不能用Hex-dominated或其它,否则也会出错。但如果是一层材料一层体单元,这样应该无影响。
6.1 案例描述: 假设有一种带孔的复合材料平板,其几何尺寸及材料性能如下: 材料性能: 板子长度a为1m, 宽b为0.2m,四周固支。在轴向压缩下计算其屈曲强度。 材料铺层:[45/0/-45/90]2s[45/0/-45/90]2s=[45/0/-45/90/45/0/-45/90]s,先重复两次再对称,这点要注意。 6.2 Shell的方法介绍 注意,即使是shell单元,在modeling space中还是选择3D,不能选2D。 一、创建几何 注意,即使是shell单元,在modeling space中还是选择3D,不能选2D。 二,创建材料,定义属性 打开create composite layup,在里面进行参考坐标系的创建和选择,方向定义。有几个小诀窍: (a) 如何材料、厚度、和实施区域都一样,可以将一列都选定,然后点击编辑。可实现一次全选 (b) 可以实现铺层的对称、复制等功能。比较方便。不用一个个地输。 (c) 通过选择每行的铺层,可以显示其对应的方向,看数字1的方向。方便校对是不是定义的正确。 第三, assembly, step,load,以及mesh,这里省略不介绍。 在initial step里四周固支,在step-1中,将Tx方向放开。 网格大小为0.02 四、结果 特征值=1.3895 6.3 Continuum shell的方法介绍 施加载荷的方式与壳单元不同,用的是压力,其值仍然为1e4 结果 特征值为688.32 6.4 Solid的方法介绍 除了create composite layup那里选择solid之外,其它与continuum shell基本相同。但这样在计算出现以下错误: 这应该是在solid模式下不能用lamina的方式去定义复合材料。应该用工程常数。 结果 特征值为2833.2,且屈曲状态与前两者完全不同。 6.5 结果对比 三种模式下计算出的屈曲模态不一样,其中shell和continuum shell基本类似。屈曲强度可以按以下计算 Shell: 1e4N/m0.2m1.3895=2779N Continuum shell: 1e4N/m20.2m2.08e-3m688.32=2863N 理论值:1.5e4N/m0.2m=3000N。 三者结果相似。 但solid模式就有点大了。现在不清楚是什么原因。 屈曲强度理论值为1.5e4
6.6 静力强制位移下的对比:
现在对比下静力下三者的区别。 载荷形式为:一端固支,一端实施强制位移。 Shell, forced displacement=0.1m
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