- cоздание конструкций из композиционных материалов является сложной инженерной задачей. Поскольку структура и характеристики композиционных материалов достаточно сложны, создание адекватной расчетной модели является актуальной задачей. Композиционные материалы обладают трансверсально-изотропными, ортотропными, анизотропными характеристиками, в связи с чем их часто применяют при решении специфичных конструкторских задач.
Компания
ANSYS Inc представляет интегрированный в среду
ANSYS Workbench специализированный программный продукт –
ANSYS Composite PrepPost (ASP), который успешно решает эту задачу. Этот специализированный пре-/постпроцессор позволяет обмениваться данными с другими программными продуктами
ANSYS с помощью формата .cdb.
Модуль
ACP полностью интегрирован в среду
ANSYS Workbench и при необходимости запускается из специального меню в расчетном модуле
Workbench Mechanical.
Специализированный пре-/постпроцессор для композиционных материалов
ANSYS Composite PrepPost позволяет решать сложные задачи.
Задание свойств композиционных материалов
В удобном объектно-ориентированном графическом интерфейсе можно управлять расчетной моделью в структурированной древообразной схеме.
В соответствующем разделе задаются:
-
Тип композита (угле-, стекло-, органопластики на основе эпоксифенолформальдегидных, кремнийорганических смол и эпоксидные боропластики, и т. д.);
-
Свойства материалов в слоях и волокнах в различных направлениях.
Конфигурация слоев
Каждый слой может быть изготовлен из собственного композиционного материала, и ориентация каждого главного направления может быть различной. Для слоистого композита направление волокон определяет схема армирования каждого слоя.
Для определения конфигурации слоев существует два метода:
-
Определение свойств каждого слоя непосредственно;
-
Ввод определяющих матриц, которые задают соотношения между силами/моментами и общими деформациями/кривизной.
Задание ориентации в слоистых элементах
Модуль
ACP очень удобен для определения и контроля задания направления в элементах в декартовой, цилиндрической и сферической системах координат. Эти системы координат задаются в соответствующем разделе.
В модуле представлены средства анализа результатов по слоям и отображение информации по элементам. В
ANSYS Composite PrepPost реализована работа со слоистыми объемными элементами (подобно работе с оболочечными слоистыми элементами).
Критерии оценки разрушения в ANSYS Composite PrepPost:
-
Критерий максимальной деформации (Maximum Strain Failure Criterion), определяющий девять критических деформаций (failure strains);
-
Критерий максимальных напряжений (Maximum Stress Failure Criterion), определяющий девять критических напряжений (failure stresses);
-
Критерий Tsai-Wu (Tsai-Wu Failure Criterion), определяющий девять критических напряжений и три дополнительных связывающих коэффициента;
-
Гипотеза Tsai-Hill;
-
Критерий Hashin;
-
Критерий Puck simplified, 2D и 3D;
-
Критерий Langley Research Center (LaRC).
Для анализа результатов решения в модуле реализована уникальная возможность комплексной оценки модели по нескольким критериям разрушения. В результате выводятся данные по самым проблемным зонам конструкции и вариантам нагружения.