Ansys复合材料结构分析操作指导书(7)

其中，

12nXF??X(i)

2n?1i?1i?R

?称为反射系数，一般取1.3左右；

（5） 根据对称点X(T)确定一个新的顶点替代最坏点X(R)构成新的复合形，当

f(X(T))?f(X(G))或X(T)不满足常量约束条件和函数约束条件，则修改X(T)；

（6） 重复（3）至（6），当复合形中的各个顶点距离小于给定精度要求为止。

4． 有限元计算模型

有限元计算主要是通过在ANSYS下建立有限元模型，用来计算强度和一阶固有频率，即约束条件和目标函数，其中，强度判断中，金属内胆部分采用第四强度准则，复合材料部分采用二次蔡胡准则。这部分内容在分析篇中已有描述。 5． 优化过程

基于建立的优化模型和有限元模型，以ANSYS软件为分析平台，并采用其提供的二次开发语言APDL编制计算程序，程序编制的依据为复形调优算法，其计算过程示意图如图1所示，程序流程图如图2所示。

图1 优化过程示意图

图2 程序流程图

第四章 复合材料计算实例

在有了前几章知识做铺垫，这一章我们来学习两个复合材料分析的例子，加深复合材料分析的理解，也希望读者能从中收获一些经验。在这里将第二章的流程图再次拿出来，进一步熟悉ANSYS有限元分析的基本过程。

图7 Ansys 结构分析流程图

4.1 层合板受压分析

4.1.1 问题描述

层合板指的是仅仅由FRP层叠而成的复合板材，中间不包含芯材，板材的性能不仅与纤维的弹性模量、剪切模量有关，还与纤维的铺层方向有着密切关系。本例中的板材有4层厚度为0.025m的单元板复合而成，单元板的铺层方向为0°、90°、90°、0°，见图13所示。单元板的材料属性见表4.1。

表 4.1 单元板材料属性

EX/MP EY/MP EZ/MP GXY/MP GYZ/MP GXZ/MP PRXY 12.5 300 300 50 20 50 0.25 PRYZ 0.25 PRXZ 0.01

图13 复合材料板

4.1.2 求解步骤

根据问题描述，所要分析的问题为壳体结构的复合材料板，可以采用SOLID46单元建立3D有限元模型进行分析。结合图7的一般步骤进行分析。

步骤一：选取单元类型，设置单元实常数

⑴、在开始一个新分析前，需要指定文件保存路径和文件名。

文件保存路径GUI：【Utility Menu】|【File】|【Change Directory】见图14 指定新的文件名GUI：【Utility Menu】|【File】|【Change Jobname】见图15所示

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