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[材料模型] 带有cohesive的复合材料模型怎么建

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发表于 2014-10-12 10:04:48 | 显示全部楼层 |阅读模式 来自 陕西西安
本帖最后由 hang91 于 2014-10-13 12:24 编辑

复合材料层合板,我看有人把每层用solid建成一个单独的part,再给材料,层与层之间的cohesive也一样。有点不明白,这几个part是用1个part在厚度方向切出来的吗,或者是分别建几个part然后用某些方式连接在一起?
如果要把cohesive层建成0.001mm或0mm的,该怎么弄,怎么加入到复合材料中?
求指点。我的qq:1007476260

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发表于 2014-10-13 17:55:25 | 显示全部楼层 来自 浙江杭州
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本帖最后由 roczhp 于 2014-10-13 18:03 编辑

这样比较简便:
      建立0厚度cohesive单元,用lspp的eletool>translate。比如你要把你图片中的蓝色部分变为0厚度,就选中蓝色实体单元上面的所有节点,然后向z负方向translate一个厚度值,这个厚度值等于蓝色实体单元z方向的厚度。这样,translate后,蓝色实体单元上节点和下节点重合了,这部分实体单元的厚度就变为0了。完了之后你用lspp的重合节点检查(dupnod)会发现cohesive单元上下节点重合了,这样厚度就是0了。当然你要0.001mm如法炮制。

    用cohesive单元不用额外定义接触,前提是上下层是共节点的(即cohesive单元上层和复合材料solid单元下层共节点,同理cohesive单元下层和另一层复合材料solid单元上层共节点以传递作用力),不共节点可以用tie接触绑定。
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发表于 2014-10-12 16:26:34 | 显示全部楼层 来自 台湾
我的建议是这种方法
1.可以先建你图示中的整体3d 8 node固体网格单元(一个part的单元)
->fem->element and mesh->shape mesher
2.将各层分别移到各个part中(此时共有6个part)
->fem->element tools->move or copy
3.将中间层的一个part长出shell 4 node壳网格单元(这个part所长出的壳单元是包覆这个part的,所以必须删除多余的壳单元只保留中间层)
->fem->element and mesh->element generation->点选shell和shell by solid即要长出的solid part
->fem->element tools->element editing->delet 选择多余的壳单元 删除
4.将part7的4 node壳单元分切成3 node的壳单元
->fem->element tools->element editing->split/merge->选择split operation:shell->选择对角切的方式
5.将切好的3 node壳单元指定cohesive所需的单元公示与本构

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 楼主| 发表于 2014-10-12 20:01:26 | 显示全部楼层 来自 陕西西安
ye01.chen 发表于 2014-10-12 16:26
我的建议是这种方法
1.可以先建你图示中的整体3d 8 node固体网格单元(一个part的单元)
->fem->element and  ...

我有几点不解,请大神再指教:
1.按照你这种方法建立的cohesive界面层是0厚度的吗?界面层和相邻part需要定义接触吗?如果相邻两个part之间没有界面层,两个part需要定义接触吗?为什么要把4节点的切成3节点?关键字SOLID-ELFORM 19,20都是4点锕
2.这种界面层能不能建成solid?用fem->element and mesh->element generation->点选solid和solid by solid face drag,指定thickness为0或0.001。下面那个segment不太懂,后面的increment更不懂。
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 楼主| 发表于 2014-10-13 19:45:00 | 显示全部楼层 来自 陕西西安
roczhp 发表于 2014-10-13 17:55
这样比较简便:
      建立0厚度cohesive单元,用lspp的eletool>translate。比如你要把你图片中的蓝色部分 ...

确实是个很不错的方法,但是相邻层的厚度就加倍了。这种方法出来的cohesive层是和上下层共节点的吧?
对于复合材料mat54-55的铺层角怎么设置,我看帮助文档里说是AOPT和一些向量来设置,但是看不明白,a、b、c、d哪个向量代表纤维方向,还有他们的大小该怎么弄,能不能解释下。比如0,90,45度等该怎么设置?
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发表于 2014-10-13 20:56:01 | 显示全部楼层 来自 浙江杭州
本帖最后由 roczhp 于 2014-10-13 21:31 编辑
hang91 发表于 2014-10-13 19:45
确实是个很不错的方法,但是相邻层的厚度就加倍了。这种方法出来的cohesive层是和上下层共节点的吧?
对 ...

其实你并没有理解我给你说的方法。你把上面所有节点平移不就得了,你移动一层当然相邻层厚度加倍了!是不是共节点和你建模方法有关,我只告诉你:这样操作没有改变你原来的节点个数、序号与连接性。
abcd是定义基准方向用的,是一个矢量,比如定义a时,0,0,1和0,0,10是一样的,0,1,1和0,10,10是一样的。每层方向是在基准方向基础上逆时针旋转的。具体看手册mat_002部分详细的描述,复合材料力学基础有的话,应该不难理解。提醒:54和55不能用于实体单元,是不是能用于厚壳单元要查手册了。实体单元建模方法和壳单元有很大差别。0,90,45度不在材料里设置,对于壳单元,在part_composite或者Section_shell(ICOMP=1,NIP等于你的层数)里设置每个积分点的角度(Bi,对壳单元一个厚度方向的积分点就是一层,i对应积分点层数,按壳单元法线方向从下往上依次为1,,,,n层)。
对于实体单元,需要在mat里设置(BETA),如22、59、161、162材料模型。我说的是针对LSPP前处理,其他前处理可能还有点差异或者需要用LSPP修改。
估计越说你越糊涂了,呵呵,好好看看手册,动动脑筋(AOPT,Bi,BETA三个是关系方向的,吃透这三个东东)。




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 楼主| 发表于 2014-10-13 23:24:14 | 显示全部楼层 来自 陕西西安
roczhp 发表于 2014-10-13 20:56
其实你并没有理解我给你说的方法。你把上面所有节点平移不就得了,你移动一层当然相邻层厚度加倍了!是不 ...

我是看到有人的模型里*ELEMENT和*SECTION里都选成SOLID,在*CONTROL里又有SHELL,当时就很纳闷为什么?但是MAT54-55里有句话说“该材料模型仅对于壳单元有效。括号里的参数仅应用于体单元,并在此模型中忽略。”真是让人费解。
那我能不能把每一单层分别归入一个新PART后,给上壳单元,积分点设置为1,再把材料给上?
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发表于 2014-10-14 00:49:43 | 显示全部楼层 来自 浙江杭州
hang91 发表于 2014-10-13 23:24
我是看到有人的模型里*ELEMENT和*SECTION里都选成SOLID,在*CONTROL里又有SHELL,当时就很纳闷为什么?但 ...

“我是看到有人的模型里*ELEMENT和*SECTION里都选成SOLID,在*CONTROL里又有SHELL.”
如果都是solid单元,control_shell多余!

shell与solid建模不一样的哦,shell是二维单元,比如你复合材料10层,用shell的话一般就只用建立一层shell单元,设置10个积分点(section-shell里面NIP=10)就可以了。当然你执意要一层复合材料对应一层shell单元也不是不可以,但是很麻烦,除非特殊情况,一般很少有人这么做。
solid的话就不一样了,一层复合材料至少用一层solid单元(一般用一层)。

经查,54、55确实可以分析体单元,而且从r3.1开始就可以了,但没见有人用过,大多数用shell单元,而且你google下,好多文献了,没记错是华盛顿州立大学的研究人员发表的。
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 楼主| 发表于 2014-10-14 09:02:05 | 显示全部楼层 来自 陕西西安
roczhp 发表于 2014-10-14 00:49
“我是看到有人的模型里*ELEMENT和*SECTION里都选成SOLID,在*CONTROL里又有SHELL.”
如果都是solid单元 ...

这位大哥,我想分析复合材料层合板冲击后的损伤情况,还要带cohesive单元考虑分层,这种模型该用哪种方法建,能不能给点建议。能方便加我qq吗?
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发表于 2014-10-14 22:22:47 | 显示全部楼层 来自 浙江杭州
本帖最后由 roczhp 于 2014-10-14 22:28 编辑
hang91 发表于 2014-10-14 09:02
这位大哥,我想分析复合材料层合板冲击后的损伤情况,还要带cohesive单元考虑分层,这种模型该用哪种方法 ...

    你想把所有层与层之间都用cohesive element来弄?一般cohesive用来破坏模式如DCB、ENF等分析用,很少用全部几十层复合材料用cohesive的。
    考虑分层还是用solid单元,shell单元大部分是平面应力单元,感觉用来分析分层即便用cohesive也不太适合。不过因为solid单元是三维应力单元,本身可以处理分层,如mat 22、59、161、162模型本身有分层判据的。
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发表于 2014-10-31 07:02:36 | 显示全部楼层 来自 德国
roczhp 发表于 2014-10-14 22:22
你想把所有层与层之间都用cohesive element来弄?一般cohesive用来破坏模式如DCB、ENF等分析用,很少 ...

受益匪浅,我也正在做复合材料撞击,用的mat54/55 现在也需要考虑kohesiv, 可以直接用tie break 吗?
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发表于 2014-10-31 07:03:35 | 显示全部楼层 来自 德国
受益匪浅,我也正在做复合材料撞击,用的mat54/55 现在也需要考虑kohesiv, 可以直接用tie break 吗?
加个qq一起讨论吧,370420342
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发表于 2014-10-31 10:50:35 | 显示全部楼层 来自 浙江杭州
jianggqcool 发表于 2014-10-31 07:03
受益匪浅,我也正在做复合材料撞击,用的mat54/55 现在也需要考虑kohesiv, 可以直接用tie break 吗?
加个q ...

可以用tiebreak,www.dynalook.com上去查查看,有人这么做。
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发表于 2014-11-6 08:25:26 | 显示全部楼层 来自 吉林长春
我前一段时间在上海参加了一个复合材料的Dyna培训,这种建模方法是用来模拟Delamnation的,而且有的人对于每一层用的是壳,上面说的用Tiebreak确实也是仿真中常用的。但是要看你要模拟什么工况,如果是整车碰撞,那么这样的模型计算量太大了
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发表于 2015-4-28 10:54:10 | 显示全部楼层 来自 湖北武汉
roczhp 发表于 2014-10-13 17:55
这样比较简便:
      建立0厚度cohesive单元,用lspp的eletool>translate。比如你要把你图片中的蓝色部分 ...

请问如果用壳单元建立复合材料、用体单元建立界面层的话,壳的中面与界面层不共节点,可以用tie接触绑定在一起吗?
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发表于 2015-4-28 16:14:27 | 显示全部楼层 来自 浙江杭州
蓝色墨者 发表于 2015-4-28 10:54
请问如果用壳单元建立复合材料、用体单元建立界面层的话,壳的中面与界面层不共节点,可以用tie接触绑定 ...

可以的,看手册section_solid element type 20 部分的说明,用TIED_SHELL_EDGE_TO_SURFACE接触。
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发表于 2015-4-28 20:03:21 | 显示全部楼层 来自 湖北武汉
roczhp 发表于 2015-4-28 16:14
可以的,看手册section_solid element type 20 部分的说明,用TIED_SHELL_EDGE_TO_SURFACE接触。 ...

你好,我去看了一下我的模型(见图片),有三层壳,每两层相邻壳之间有一层粘接层单元,这个时候怎么处理壳与粘接层对应节点的约束问题呢?尤其是中间那层壳(绿色的)的处理,不能简单的偏移半个壳厚度吧?  TIED_SHELL_EDGE_TO_SURFACE这种接触可以解决中间那层壳(绿色的)与上下两层界面单元的约束么?

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发表于 2015-4-28 21:40:41 | 显示全部楼层 来自 浙江杭州
蓝色墨者 发表于 2015-4-28 20:03
你好,我去看了一下我的模型(见图片),有三层壳,每两层相邻壳之间有一层粘接层单元,这个时候怎么处理 ...

你这种方法是错误的,shell中面应位于体单元(type 20)的上或下表面。否则你用tie接触会提示你无法tie在一起。
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发表于 2015-4-30 18:14:44 | 显示全部楼层 来自 湖北武汉
roczhp 发表于 2015-4-28 21:40
你这种方法是错误的,shell中面应位于体单元(type 20)的上或下表面。否则你用tie接触会提示你无法tie在 ...

嗯,明白你的意思了。
但是如果我需要现在这样建模(有三层壳,每两层相邻壳之间有一层粘接层单元)的话,应该怎么处理呢?
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发表于 2015-4-30 18:59:29 | 显示全部楼层 来自 浙江杭州
本帖最后由 roczhp 于 2015-4-30 19:13 编辑
蓝色墨者 发表于 2015-4-30 18:14
嗯,明白你的意思了。
但是如果我需要现在这样建模(有三层壳,每两层相邻壳之间有一层粘接层单元)的话 ...

多少层壳单元和粘结单元都没有问题的,让每层粘结单元的上下面分别为两层壳单元。粘结单元厚度等于上下两层壳的厚度一半之和就可以了。
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