hypermesh 复合材料_有限元复合材料模型的建模流程是怎样的？

有限元复合材料模型的建模流程是怎样的？

有限元：

2017-05-25 10:13:24

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复合材料大量应用于现代工业设计，其在汽车，航空工业的使用也对有限元模型提出新的要求。以汽车工业为例，玻璃丝增强塑料广泛用于车壳制造，碳陶复合材料广泛应用于刹车片制造。这两种材料都属于所谓的颗粒复合材料，微观上是由在基材内混入颗粒，其宏观材料模型的模拟方式基本可以沿用经典的方法。而另一种复合材料，层状复合材料，由多层不同性质的材料叠加而成，在有限元模型上更复杂。这次就来说说在有限元建模上处理的流程。

层状复合材料在建模上可以分为三种方式：基于区域的壳模型，基于层的壳模型，和基于层的实体模型。本质上所有模型都为了模拟类似下图中的层状材料。

在经典的区域壳模型中，一个壳结构被分为多个区域，每个区域代表一种层组合。同一层材料可以存在于多个区域，但是在不同区域的定义中，该层材料依然要被重复定义一次。这种建模方式描述的是复合材料模型最终的(在加载时)的状态。所以这种模型的建模流程大致是。

１、生成壳单元。

２、指定单元材料坐标。

３、指定模型中所有用到的各层材料的宏观材料材料模型。常见的如平面应力各向同性材料，或者正交各向异性材料等。

４、指定模型各区域的层叠模型。每个区域有独一的层叠组合。同一层材料可能出现在不同区域。各区域的模型包括该区域层的组合，该区域的总厚度等。

５、指定各单元所在的区域及对应的层叠模型。

６、生成边界条件。

７、加载求解。

以上区域模型的优点，是模型建成后一目了然：结构有不同材料的各部位由不同材料模型表示。缺点是建模任务随着层的增多而快速增加。有时候仅仅为了加入一层不规则形状的材料，工程师要在模型中加入多个模型以对应新一层产生的各种层叠组合。为了解