Анализ применимости и надежности конструкций из композиционных материалов (КМ) является довольно сложной задачей. Проектирование многослойного композиционного материала включает в себя определение таких характеристик слоев, как количество, толщина, материал и направление укладки. Все эти параметры определяют характеристики готового продукта в реальных условиях эксплуатации.
Для определения напряжений и деформаций, возникающих в материале, а также для вычисления ряда критериев разрушения, можно использовать компьютерное моделирование. Программное обеспечение ANSYS Composite PrepPost обеспечивает полный спектр функциональных возможностей для конечноэлементного анализа многослойных КМ. Новые возможности, представленные в программе ANSYS 17.0, делают процесс проектирования КМ простым и эффективным.
Полная деформация носовой части и переднего крыла гоночного автомобиля
Следует отметить несколько факторов, которые вызываются вакуумным формованием, и которые необходимо принять во внимание при проектировании КМ: температура (воздействие на полимерную матрицу) и сдвиговые деформации в слоях на криволинейных поверхностях. Также может возникнуть необходимость в определении местной плотности волокна, пористости, степени отверждения смолы, степени деструкции, связанной с недостаточной пропиткой или местными дефектами материала, определении изгибов в слоях, влажности и степени ультрафиолетового облучения. Все эти факторы воздействуют на местные свойства КМ и играют существенную роль в определении надежности при длительной эксплуатации.
Новый процесс проектирования КМ, представленный в ANSYS Workbench и ANSYS Composite PrepPost 17, позволяет вам определять до девяти параметров, от которых зависят упругие свойства и пределы напряжений и относительных деформаций в материале. ANSYS Composite PrepPost дает возможность объединять тепловое нагружение с расчетом напряженного состояния, что позволяет определить местные свойства материала с учётом процесса вакуумного формования и связанного с ним сдвига отдельных слоев КМ.
Смещение волокон в зоне переднего крыла
Значения угла сдвига могут быть рассчитаны как для всех слоев, так и для отдельных выборок, в зависимости от настроек, заданных пользователем.
 |
Узнать больше о моделировании КМ вы сможете из материалов вебинара, который состоялся 5 мая. Наши специалисты рассказали о том, как проектировать и рассчитывать конструкции из КМ с помощью ANSYS Composite PrePost. Вы можете узнать, каким образом задавать порядок и направление укладки слоев, выполнять расчет разрушения и повышать весовую эффективность конструкций из многослойных КМ. |
Дополнительная информация
Больше информации и пример, в котором по шагам показано применение новой возможности задания до девяти параметров для определения свойств материала, приведены в Краткой инструкции по применению ANSYS “Dependence of Composite Stiffness and Strength Properties on Temperature, Draping Shear and Imperfections” («Влияние температуры, сдвиговых деформаций при укладке и несовершенств материала на характеристики прочности и жесткости композиционных материалов»). Не имеет значения, что именно вы проектируете, – гоночный автомобиль, велосипед, клюшку для игры в гольф, весло или что-либо ещё, сделанное из композиционных материалов, – новые возможности ANSYS помогут вам обеспечить надёжность вашего изделия в любых условиях эксплуатации.
Источник: http://www.ansys-blog.com/dependable-composite-design/
Автор: Richard Mitchell
