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Digimat软件在航空行业复合材料分析中的竞争优势

作者:Simwe    来源:MSC    发布时间:2013-10-28    收藏】 【打印】  复制连接  【 】 我来说两句:(0逛逛论坛

随着航空科技的发展,复合材料已经广泛的应用在飞行器设计中,成为最主 要的结构件材料。无论在民用运输机还是军用飞行器上,据统计波音787的材料中50%以上为复合材料,军用飞行器,尤其是无人机设计这个比例还要高。

目前有许多复合材料有限元分析软件和模块,包括MSC.Patran的Laminate模块,ANSYS的ACP模块,西门子的FiberSim和英国Laminate Tools软件等,但是这些软件实际上只能叫层合复合材料分析软件或模块,因为它们分析的对象只能是层合板壳,如飞机蒙皮这样面积较大的零部件。这些零件的工艺特点是使用连续增强纤维,通过铺层,编织和缠绕等工艺叠层加工成多层复合材料。

但是像飞机窗框,门框,以及其它小型复合材料零件,它们的增强材料不使用连续纤维,而是使用短纤维,加工工艺也不是铺层,而是注塑,模压等方式。这一类的复合材料分析以上软件无法进行分析,而MSC公司的新产品Digimat软件非常适合进行这一类分析。

复合材料的分析建模的难点在于材料特性的定义,不同于金属材料,复合材料一般具有各项异性材料特点,而且零件每个位置的材料特性方向坐标都有可能不一样。相对而言,层合复合材料定义材料坐标系比较简单,因为铺层工艺特点,板上每个位置的方向比较容易确定,软件只需具有“draping”功能就可以了。

然而,使用短纤维,采用注塑等工艺生产的复合材料的方向就更复杂了,因为纤维分析与加工过程中材料流动情况相关,但是又不完全一致,具有随机性。其它软件没有功能模拟这样的复合材料特性,只有Digimat能够胜任这个工作。

在Digimat材料定义中,纤维方向可以为:固定的,随机的,或者通过张量方式输入,张量方式输入时,每个点的方向可以注塑模拟软件生成的文件来定义。Digimat支持多种注塑工艺仿真软件输出格式,包括:Moldflow,3D-sigma,Moldex3D,3D TIMON和REM3D。

因此,Digimat软件具有更广泛的应用范围,目前,航空业分析这一类问题都是采用简化算法,将简单等效为均质材料进行分析,分析精度低,只有加大安全系数。使用Digimat软件可以自动定义各项异性材料方向,降低了仿真任务的难度,节约了仿真工作时间,提高了仿真的精度,提升产品设计质量。

 
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