esacomp復(fù)合材料結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的專用軟(編輯修改稿)
2025-06-12 17:46 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 omp 提供了基體的混合率公式來(lái)預(yù)測(cè)工程常數(shù)和各種膨脹系數(shù)。而且，用戶還可以定義專門的微觀力學(xué)分析模型。 經(jīng)典層合板理論 (Classical laminate Theory,CLT)組成了層合板復(fù)合材料結(jié)構(gòu)的分析基礎(chǔ)，而且是 ESAComp 軟件中大多數(shù)分析的基礎(chǔ)。 在 ESAComp 軟件的層合板 行為分析中，層合板本構(gòu)關(guān)系用工程常數(shù)和剛度 /柔度矩陣表示。在該軟件中，可以使用濕熱膨脹系數(shù)，并且可以使用耦合系數(shù)來(lái)描述非對(duì)稱層合板的復(fù)雜行為。 層合板載荷響應(yīng)分析允許在層合板級(jí)別上來(lái)研究層合板的響應(yīng) (相應(yīng)應(yīng)力、力矩、應(yīng)變 )也可以在每一單層的級(jí)別上來(lái)研究 (材料和層合板坐標(biāo)系統(tǒng)下的應(yīng)力、應(yīng)變 )。載荷工況可以定義為力和力矩，正則應(yīng)力或應(yīng)變以及耦合。當(dāng)涉及到濕熱載荷時(shí)，系統(tǒng)給出了這些內(nèi)部載荷在層合板不同層上產(chǎn)生的殘余應(yīng)力。 圖 對(duì)于基于單層的層合板載荷響應(yīng)，可以使用首層失效方法 (First Ply Failure,FPF)。該理論假定復(fù)合材料層合板的失效行為首先發(fā)生在層合板中最先到達(dá)失效臨界值的單層上。由于層合板內(nèi)的多軸應(yīng)力 應(yīng)變狀態(tài)，需要使用幾個(gè)失效準(zhǔn)則來(lái)進(jìn)行分析。復(fù)合材料具有許多可用失效準(zhǔn)則，除了幾個(gè) ESAComp內(nèi)部提供的常用失效判據(jù)外，用戶可以定義自己的失效準(zhǔn)則， ESAComp 用安全裕度系數(shù)或安全系數(shù)的形式給出了結(jié)構(gòu)的失效包線，很清楚地說(shuō)明了載荷還可以增加多少或者必須減少多少。程序還給出了包括單層可能失效模式等其它參考信 息。在分析夾層層板時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)考慮面板的屈曲失效和芯材的剪切失效。層合板的最終承載標(biāo)準(zhǔn)可以由層合板逐層失效分析 (Degraded Laminate Failure,DLF)來(lái)預(yù)測(cè)。該分析方法假定基體材料的失效裂紋沿著層板擴(kuò)展，并在各層之間重新進(jìn)行應(yīng)力分配。 ESAComp 的層合板分析同樣包括了材料性能和鋪層方向的敏感性分析；具有圓孔和橢圓孔的層合板孔板分析；復(fù)合材料在給定環(huán)境歷史下的吸濕計(jì)算以及層合板三維有限元分析時(shí)的自由邊效應(yīng)。 ESAComp 板分析考慮的是一個(gè)用戶指定四邊約束支撐情況 (固定、簡(jiǎn)支或自由邊 )的帶加強(qiáng)筋矩形板問題，加強(qiáng)筋形式包括 T 型、工型、 C 型以及 Z 型等多種形式。在橫向載荷分析中，可以施加點(diǎn)載荷、壓力及線載荷，分析結(jié)果包括板的變形、失效裕度以及板整個(gè)面積上的可能失效形式；可以定義板的面內(nèi)載荷來(lái)進(jìn)行屈曲分析；也可以確定板的第一固頻。 ESAComp 板分析使用內(nèi)嵌的有限元求解器中的 Mindlin 板單元來(lái)對(duì)板進(jìn)行求解。尤其是在夾層板中起主要作用的面外剪切變形也都加以考慮。 ESAComp 程序的梁分析能力同板分析能力相似?？梢蕴幚淼牧航孛骖愋桶▽雍习?/夾層板，圓形、橢圓形、矩形和工形等橫截面。 ESAComp 程序的膠接和機(jī)械連接分析可以預(yù)測(cè)連接處的載荷分布以及預(yù)測(cè)連接的承載能力。尤其其膠接分析十分先進(jìn)，它允許許多類型的載荷和邊界條件組合以及用非線性本構(gòu)模型的粘膠建模。 設(shè)計(jì)能力 層合板結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)通常是對(duì)不同材質(zhì)、層厚度和鋪層方式的組合進(jìn)行試選找到合適的結(jié)構(gòu)構(gòu)造。雖然材質(zhì)組合和層合板鋪層方式有無(wú)限多種可能，但是實(shí)際考慮通常局限在設(shè)計(jì)空間的范圍之內(nèi)。例如，設(shè)計(jì)人員可以限制鋪層角為0，177。 45， 90 度，因
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