ANSYS复合材料层合板进行数值模拟研究+文献综述(8)
T300碳纤文增强双马来酞亚胺树脂层合板是一种有前途的, 适于航空、航天应用的复合材料。
本文试件材料就选用T300/QY8911材料。因为本课题主要是探究怎样创建好的有限元模型，所以试件尺寸不宜过大或者过小，实际根据材料建模时要严格依照材料模型创建，本次所见模型尺寸设定为(长X宽X高)为650mn 600mm 3mm。漆文邦，郑超研究了单元不同长宽比对计算结果的影响，结果表明，对于一般问题而言, 长宽比控制在1. 5 以内可以得到比较好的计算结果; 如果长宽比超过1. 5 以后, 计算结果将越来越差。
铺层顺序是影响复合材料力学性能的重要参数，文献[23]结果表明铺层顺序为[0/+45/-45/90]，接头的挤压强度最小对结构也最有利。因此，本模型铺层角度设定为[-45／90／45／0／-45／90／45／90]S，共10层厚材料特性参数如表3-1。
表3-1 T300/QY8911 材料性能
材料性能 材料性能
）
1560 3.45
E1(GPa) 135 4.47
E2(GPa) 8.8 0.3
E3(GPa)( 8.8 0.34
4.47 0.3
3.1.1 选择复合材料单元
因为有限元法是一种数值计算方法, 所以单元类型对于计算分析的精度有着重大的影响。那么，如何选择合适的单元类型呢？
单元类型的选择，跟要解决的问题本身密切相关。首先，确定模型的几何形状，根据几何形状确定选择哪一类单元。如本文研究的是复合材料，这是一种薄壁结构，因此选用适合薄壁的结构的单元有壳单元和实体单元，但假如选择实体单元，薄壁结构承受弯矩的时候，如果在厚度方向的单元层数太少，有时候计算结果就误差比较大，反而不如shell单元计算准确。本设计所选用的单元是壳单元。在实际选择中，根据单元的基本特点去选择，例如杆单元只能承受沿着杆件方向的拉力或者压力，梁单元则既可以承受拉，压，还可以承受弯矩，如果你的结构中要承受弯矩，肯定不能选杆单元。ANSYS程序中提供了3种适合复合材料的壳单元类型，分别是SHELL99、SHELL91、SHELL181。根据3种壳单元的特点，本模型选取的单元类型是线性层状结构壳单元SHELL99。Ansys软件还提供一些其它的具有层功能的单元，如SHELL46，SOLID95，SOLD65等等。
选择复合材料单元：Main Menu: Preprocessor -> Element Type -> Add/Edit/Delete ... Add选择Structural-shell, 并下拉菜单选择―Linear layer 99单击OK，如图3-1所示的对话框。