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HyperWorks复合材料仿真优化技术及应用

作者:Simwe    来源:Altair    发布时间:2012-05-11    收藏】 【打印】  复制连接  【 】 我来说两句:(0逛逛论坛
复合材料以其比强度、比模量高,耐腐蚀、抗疲劳等优点,在工业界得到了越来越多的应用。特别是在航空航天方面,由于钢铁和有色合金很难满足日趋苛刻的重量、 力学等设计性能要求,复合材料更是得到了广泛的应用。波音787和A350飞机的复合材料用量都超过50%,同时也在研发过程中面临许多重大挑战,除了大 量的小样件和部段试验件的试验测试,仿真优化技术也是解决各种技术难题,缩短研发周期的重要技术手段。
 
Altair 公司是世界领先的工程设计技术开发者,旗舰产品HyperWorks软件包含了HyperMesh、OptiStruct、RADIOSS、 MotionView、HyperStudy等著名模块,是全球领先的企业级产品创新解决方案。过去10年,Altair公司投入巨大的人力物力,跟航空 工业界紧密合作,基于HyperWorks软件平台,开发了复合材料建模、仿真、优化、可视化后处理等技术,目前已经在空客和波音等公司得到大量应用。
复合材料建模技术
 
HyperMesh 是目前世界上最著名的CAE前处理软件,提供了无与伦比的建模功能和最广泛的CAD和CAE软件接口。针对复合材料,HyperMesh提供了专业的复合 材料前处理模块HyperLaminate,具有直观便捷的用户界面(如图1所示),可以快速地对复合材料模型进行创建、检查和编辑,直观定义每一铺层的 厚度、角度及材料属性(纤维及基体),定义各种复合材料失效准则等。
 
 
HyperMesh 支持ply+stack的复合材料铺层定义方式,即定义出各复合材料物理铺层的范围(用单元集表示),一个物理铺层对应一个ply卡片,然后通过 stack卡片把各个ply按次序层叠起来,形成完整的层合板。例如,复合材料T型长桁与蒙皮胶接结构可以通过图2所示的方法来定义。
 
 
采用ply+stack建模技术,可以方便地对复合材料层合板进行建模和编辑、三维显示和铺层方向显示等,如图3所示。
 
复合材料分析求解技术
 
HyperLaminate自带经典的层合板理论求解器,可以计算出层合板的[A][B][D]矩阵(如图4所示),以及等效的材料[G1],[G2],[G3],[G4]矩阵,可以将复杂的三维各项异性的复合材料层合板等效转换成简单的二维各向异性材料平板,实现模型信息保密,方便采用PSHELL单元建模。
 
 
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