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[文件下载区] 【原创】基于经典层合板理论的强度计算(APDL)希望加分

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发表于 2004-8-11 01:14:31 | 显示全部楼层 |阅读模式 来自 湖北武汉
下面是我用APDL写的程序。程序基于经典层合板理论。写的比较冗长,希望牛人能够给点意见,有没有哪位大侠用ANSYS做过层合板缺口件强度。希望交流交流程序写的很辛苦。
拿出来共享,希望能加分。
http://www.simwe.com/
  
  /prep7
*AFUN,DEG              !参数定义为角度
OVER=1                 !定义控制结束的参数,OVER=0,循环结束
N=8                    !定义总层数
H=1                    !定义总厚度
TK=H/N                 !定义每层的厚度
PX=100                 !定义x方向外载荷
PY=0                   !定义y方向外载荷
PXY=0                  !定义xy方向剪切载荷
*dim,ARG,array,N       !定义铺层的角度
ARG(1)=0
ARG(2)=45
ARG(3)=-45
ARG(4)=90
ARG(5)=90
ARG(6)=-45
ARG(7)=45
ARG(8)=0     
Strainx=0                  !定义中面x方向应变
strainy=0                  !定义中面y方向应变
strainxy=0                 !定义中面xy方向应变
*dim,strainSTEP,array,2*N  !定义各个阶段的应变
*dim,pxstep,array,2*N      !定义各个阶段的应力   
*dim,strain1,array,N       !定义各层x方向主应变
*DIM,Strain2,array,N       !定义各层y方向主应变
*dim,Strain12,array,N      !定义各层xy方向主应变
*dim,s1,array,N            !定义各层X方向主应力
*dim,s2,array,N            !定义各层Y方向主应力
*dim,s12,array,N           !定义各层XY方向的剪应力
!****************************************************************
!*Define     the    strength     parameter     of       lamia        
!****************************************************************
XT=2250                    !定义纤维方向拉伸强度
XC=1600                    !定义纤维方向压缩强度
YT=34.5                    !定义基体方向拉伸强度
YC=200                     !定义基体方向压缩强度
s=110                      !定义剪切强度
F1=1/XT-1/XC
F2=1/YT-1/YC
F11=1/(XT*XC)
F22=1/(YT*YC)
F66=1/(S**2)
F12=(-1/2)*sqrt(F11*F22)
*dim,a,array,N             !定义系数a
*Dim,b,array,N             !定义系数b
*dim,R,array,N             !定义各层的强度比
Rmin=1000000               !定义最小强度比
RminN=0                    !定义最小强度比层号    
!****************************************************************
!*Define      the     parameter         of       lamia        
!****************************************************************
E1=1.35E5           
E2=0.8E4  
V21=0.34  
V12=E2*V21/E1  
G12=4.5E3  
VV=1/(1.0-V21*V12)
*dim,Q11,array,N           !定义退化刚度系数
*dim,Q22,array,N
*dim,Q12,array,N
*dim,Q66,array,N
*dim,HQ11,array,N          !定义偏轴刚度系数
*dim,HQ12,array,n              
*dim,HQ16,array,n
*dim,HQ22,array,n
*dim,HQ26,array,n
*dim,HQ66,array,n
*dim,z,array,N+1
*do,i,1,nint(N/2+1-0.5)
z(i)=-H/2+(i-1)*Tk
z(N+2-i)=-z(i)
*enddo
*do,i,1,n                  !给退化刚度系数赋初值
Q11(i)=VV*E1   
Q22(i)=VV*E2  
Q12(i)=V21*VV*E2   
Q66(i)=G12
*enddo
!*****************************************************************
!***********************进入循环计算层合板强度********************
!*****************************************************************
*do,J,1,2*n+1
*if,over,NE,0,then         !判断层合板是否失效
*do,i,1,n  
RM=COS(ARG(i))  
RN=SIN(ARG(i))  
RM2=RM*RM  
RM4=RM2*RM2  
RN2=RN*RN  
RN4=RN2*RN2  
RMN=RM*RN  
RMN2=RMN*RMN  
HQ11(i)=Q11(i)*RM4+2.0*(Q12(i)+2.0*Q66(i))*RMN2+Q22(i)*RN4  
HQ12(i)=(Q11(i)+Q22(i)-4.0*Q66(i))*RMN2+Q12(i)*(RM4+RN4)  
HQ16(i)=-RMN*RN2*Q22(i)+RM2*RMN*Q11(i)-RMN*(RM2-RN2)*(Q12(i)+2.0*Q66(i))  
HQ22(i)=Q11(i)*RN4+2.0*(Q12(i)+2.0*Q66(i))*RMN2+Q22(i)*RM4  
HQ26(i)=-RMN*RM2*Q22(i)+RMN*RN2*Q11(i)+RMN*(RM2-RN2)*(Q12(i)+2.0*Q66(i))  
HQ66(i)=(Q11(i)+Q22(i)-2*Q12(i))*RMN2+Q66(i)*(RM2-RN2)*(RM2-RN2)  
*enddo
!*****************************************************************
!*Dedine     Z    Coordinate       of    Each    Lamia
!*****************************************************************
A11=0
A12=0  
A22=0  
A26=0  
A66=0  
A16=0
B11=0
B12=0
B22=0
B26=0  
B66=0
B16=0
D11=0  
D12=0  
D22=0  
D26=0  
D66=0  
D16=0
!*****************************************************************
!*  Define       The       Stiffness        of         Laminate
!*****************************************************************
*Do,i,1,N                                   !积分求解层合板的刚度系数
A11=A11+HQ11(i)*(z(i+1)-z(i))  
A12=A12+HQ12(i)*(z(i+1)-z(i))
A22=A22+HQ22(i)*(z(i+1)-z(i))
A26=A26+HQ26(i)*(z(i+1)-z(i))
A16=A16+HQ16(i)*(z(i+1)-z(i))
A66=A66+HQ66(i)*(z(i+1)-z(i))
B11=B11+0.5*HQ11(i)*(Z(i+1)**2-z(i)**2)
B12=B12+0.5*HQ12(i)*(Z(i+1)**2-z(i)**2)
B22=B22+0.5*HQ22(i)*(Z(i+1)**2-z(i)**2)
B26=B26+0.5*HQ26(i)*(Z(i+1)**2-z(i)**2)
B16=B16+0.5*HQ16(i)*(Z(i+1)**2-z(i)**2)
B66=B66+0.5*HQ66(i)*(Z(i+1)**2-z(i)**2)
D11=D11+1/3*HQ11(i)*(z(i+1)**3-z(i)**3)
D12=D12+1/3*HQ12(i)*(z(i+1)**3-z(i)**3)
D22=D22+1/3*HQ22(i)*(z(i+1)**3-z(i)**3)
D16=D16+1/3*HQ16(i)*(z(i+1)**3-z(i)**3)
D26=D26+1/3*HQ11(i)*(z(i+1)**3-z(i)**3)
D66=D11+1/3*HQ11(i)*(z(i+1)**3-z(i)**3)
*enddo
!*****************************************************************
!*  Define       The       roughness      of         Laminate
!*****************************************************************
DA=(A11*A22*A66+2*A12*A26*A16-A16**2*A22)  !求解层合板的柔度系数
DA=DA-A11*A26**2-A12**2*A66
HA11=(A22*A66-A26**2)/DA
HA12=(A16*A26-A12*A66)/DA
HA22=(A11*A66-A16**2)/DA
HA66=(A11*A22-A12**2)/DA
HA16=(A12*A26-A12*A16)/DA
HA26=(A12*A16-A11*A26)/DA
!*****************************************************************
!*  Caculate   The   Strain and  stress    of each     Lamina
!*****************************************************************
STRAINX=HA11*PX+HA12*PY+HA16*PXY  !计算层合板的应变
STRAINY=HA12*PX+HA22*PY+HA26*PXY
STRAINXY=HA16*PX+HA26*PY+HA66*PXY
  
strainstep(j)=STRAINX             !记录下各个阶段的应变
pxstep(j)=PX                      !记录下各个阶段的应力
  
*Do,i,1,N                         !计算各层的主应变
RM=COS(ARG(i))  
RN=SIN(ARG(i))  
RMN=RM*RN  
RM2=RM*RM  
RN2=RN*RN  
strain1(i)=RM2*STRAINX+RN2*STRAINY+(RMN)*STRAINXY
Strain2(i)=RN2*STRAINX+RM2*STRAINY+(-RMN)*STRAINXY
STrain12(i)=-2*RMN*STRAINX+2*RMN*STRAINY+(RM2-RN2)*STRAINXY
S1(i)=strain1(i)*Q11(i)+strain2(i)*Q12(i)  !计算各层的主应力
S2(i)=STrain1(i)*Q12(i)+STRAIN2(i)*Q22(i)
s12(i)=strain12(i)*Q66(i)
a(i)=F11*(s1(i)**2)+F22*(S2(i)**2)
a(i)=a(i)+2*F12*s1(i)*s2(i)+F66*(S12(i)**2)
b(i)=F1*S1(i)+F2*S2(i)
R(i)=-b(i)/(2*a(i))+sqrt(b(i)**2+4*a(i))/(2*a(i))
*enddo
  
*Vscfun,Rmin,min,R(1)             !求出最小强度比
*Vscfun,RminN,lmin,R(1)           !求出最小强度所在的层号
                       
*if,s1(RminN)*(Rmin),gt,0,then    !判断破坏层的失效模式
*if,s1(RminN)*(Rmin),lt,xt,then   !并进行刚度退化
Q22(RminN)=Q22(RminN)*(10e-14)
Q12(RminN)=Q12(RminN)*(10e-14)
Q66(RminN)=Q66(RminN)*(10e-14)
*else
Q22(RminN)=Q22(RminN)*(10e-14)
Q12(RminN)=Q12(RminN)*(10e-14)
Q66(RminN)=Q66(RminN)*(10e-14)
Q11(RminN)=Q11(RminN)*(10e-14)
*ENDIF
  
*ELSEIF,s1(RminN)*(Rmin),le,0,then
*if,(-1)*s1(RminN)*(Rmin),lt,xc,then
Q22(RminN)=Q22(RminN)*(10e-14)  
Q12(RminN)=Q12(RminN)*(10e-14)  
Q66(RminN)=Q66(RminN)*(10e-14)  
*else
Q22(RminN)=Q22(RminN)*(10e-14)  
Q12(RminN)=Q12(RminN)*(10e-14)  
Q66(RminN)=Q66(RminN)*(10e-14)  
Q11(RminN)=Q11(RminN)*(10e-14)  
*endIF
*endif
  
*do,i,1,n                         !检查是否还有其他层破坏
*if,R(i),eq,Rmin,then
Q11(i)=Q11(RminN)
Q22(i)=Q22(RminN)
Q12(i)=Q12(RminN)
Q66(i)=Q66(RminN)
*Endif
*Enddo
  
PX=PX*(RMIN)                      !外载荷按比例增加继续加载
PY=PY*(RMIN)
PXY=PXY*(RMIN)
  
*IF,Rmin,lt,1,THEN                !判断层合板是否能继续承载
over=0
*endif
  
*else                             !全部单层完全破坏,退去循环
*ENDIF
*enddo  
http://www.simwe.com/

评分

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发表于 2004-8-11 16:14:21 | 显示全部楼层 来自 江苏南京

回复: 【原创】基于经典层合板理论的强度计算(ADPL)希望加分

Simdroid开发平台
好!
大家多学习学习!
发表于 2004-8-11 23:00:53 | 显示全部楼层 来自 黑龙江哈尔滨

回复: 【原创】基于经典层合板理论的强度计算(ADPL)希望加分

*if,s1(RminN)*(Rmin),gt,0,then !判断破坏层的失效模式  
*if,s1(RminN)*(Rmin),lt,xt,then !并进行刚度退化  
Q22(RminN)=Q22(RminN)*(10e-14)  
Q12(RminN)=Q12(RminN)*(10e-14)  
Q66(RminN)=Q66(RminN)*(10e-14)  
*else  
Q22(RminN)=Q22(RminN)*(10e-14)  
Q12(RminN)=Q12(RminN)*(10e-14)  
Q66(RminN)=Q66(RminN)*(10e-14)  
Q11(RminN)=Q11(RminN)*(10e-14)  
*ENDIF
  
请教一下,失效模式是用S1(各层主方向应力)与拉伸强度和压缩强度来比较
  
判断失效的,为什麽纤维方向应力大于强度值后,定义D22为零呢?
  
是不是应将S1改为S2呢?
  
最终破坏应是各层S1均大于XT吧。
  
共同探讨!
 楼主| 发表于 2004-8-12 09:59:41 | 显示全部楼层 来自 湖北武汉

回复: 【原创】基于经典层合板理论的强度计算(ADPL)希望加分

*if,s1(RminN)*(Rmin),gt,0,then !判断破坏层的失效模式  
*if,s1(RminN)*(Rmin),lt,xt,then !并进行刚度退化  
Q22(RminN)=Q22(RminN)*(10e-14)  
Q12(RminN)=Q12(RminN)*(10e-14)  
Q66(RminN)=Q66(RminN)*(10e-14)  
*else  
Q22(RminN)=Q22(RminN)*(10e-14)  
Q12(RminN)=Q12(RminN)*(10e-14)  
Q66(RminN)=Q66(RminN)*(10e-14)  
Q11(RminN)=Q11(RminN)*(10e-14)  
*ENDIF  
  
*ELSEIF,s1(RminN)*(Rmin),le,0,then  
*if,(-1)*s1(RminN)*(Rmin),lt,xc,then  
Q22(RminN)=Q22(RminN)*(10e-14)  
Q12(RminN)=Q12(RminN)*(10e-14)  
Q66(RminN)=Q66(RminN)*(10e-14)  
*else  
Q22(RminN)=Q22(RminN)*(10e-14)  
Q12(RminN)=Q12(RminN)*(10e-14)  
Q66(RminN)=Q66(RminN)*(10e-14)  
Q11(RminN)=Q11(RminN)*(10e-14)  
*endIF  
*endif  
这个失效模式是按照教材(王兴业编的)写的,这个只要判断纵向主应力(S1)即可。首先判断S1的符号,S1>0的话,就比较s1和xt的大小,S1>xt就是纤维(拉伸)破坏,否则就是纤维还没破坏,必然就是基体破坏。S2<0同理。我上面那段程序就是这个意思!
 楼主| 发表于 2004-8-12 10:15:34 | 显示全部楼层 来自 湖北武汉

回复: 【原创】基于经典层合板理论的强度计算(ADPL)希望加分

最终层破坏我开始和师兄讨论也是各层的S1>XT,结果程序无穷循环,也就是说不可能算得各层S1〉xt.我把判断程序结果的控制条件改成此阶段的外载小于前一阶段的外载极为层合板最终破坏。最后算的结果最终强度比较令人满意,但是初始破坏强度和实验值相差却很大。还望各位能帮忙分析分析原因。我想可能是经典层合板理论的假设忽视了层间破坏。当然还有许多其他的失效模式和破坏准则。我也进行了计算并将结果进行了比较。那些准则是我参考文献《Progressive failure and ultimate collapse of laminated composite paltes in bending》。上面介绍了许多破坏准则和判断失效模式的方法。   
发表于 2004-8-12 10:49:40 | 显示全部楼层 来自 上海闸北区

回复: 【原创】基于经典层合板理论的强度计算(ADPL)希望加分

希望复合材料22 整理<<基于经典层合板理论的强度计算>>为文章,向<Simwe电子期刊投稿>。
投稿格式请看:
http://www.simwe.com/cgi-bin/ut/board_show.cgi?id=71
准备在<<Simwe电子期刊>>第三期发表。
 楼主| 发表于 2004-8-15 13:35:38 | 显示全部楼层 来自 湖北武汉

回复: 【原创】基于经典层合板理论的强度计算(APDL)希望加分

随便写了下,没时间写了,要出远门了.回来之后在修改吧

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发表于 2004-8-16 12:58:02 | 显示全部楼层 来自 黑龙江哈尔滨

回复: 【原创】基于经典层合板理论的强度计算(APDL)希望加分

程序与单元、节点没有关系。
  
程序中没有结构大小的输入。
  
如果有单元、节点的话,需要进入后处理读取应力或应变值。
whiteeat 该用户已被删除
发表于 2004-8-17 12:37:32 | 显示全部楼层 来自 台湾
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发表于 2004-9-3 22:26:35 | 显示全部楼层 来自 台湾

回复: 【原创】基于经典层合板理论的强度计算(APDL)希望加分

好~
发表于 2004-10-27 18:00:54 | 显示全部楼层 来自 江苏南京

Re:【原创】基于经典层合板理论的强度计算(APDL)希望加分

庆问楼主,你在做复合材料分析时,对于不同的层是如何建模的。也就是说层与层之间是粘结还是合并结点还是其他???请指教。

如何看分析结果???

请各位大侠指教。
dlx 该用户已被删除
发表于 2004-11-1 00:39:26 | 显示全部楼层 来自 四川成都
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jiaoyang 该用户已被删除
发表于 2004-11-23 16:29:23 | 显示全部楼层 来自 内蒙古呼和浩特
提示: 作者被禁止或删除 内容自动屏蔽
navajo 该用户已被删除
发表于 2004-12-12 12:59:03 | 显示全部楼层 来自 日本
提示: 作者被禁止或删除 内容自动屏蔽
i_love_science 该用户已被删除
发表于 2005-3-12 09:41:48 | 显示全部楼层 来自 陕西西安
提示: 作者被禁止或删除 内容自动屏蔽
发表于 2005-3-20 19:50:26 | 显示全部楼层 来自 陕西西安

Re:【原创】基于经典层合板理论的强度计算(APDL)希望加分

大家好,我刚刚接触复合材料分析,那位有着方面的资料?
谢谢分享
 楼主| 发表于 2005-3-25 12:53:11 | 显示全部楼层 来自 湖北武汉

Re:【原创】基于经典层合板理论的强度计算(APDL)希望加分

斑竹,帮我把这个帖子删掉。我发现有人在毕业论文里面原封不动copy我的程序。那我以后要用,岂不成了我抄袭他的了???
stephanie 该用户已被删除
发表于 2005-4-1 11:23:34 | 显示全部楼层 来自 陕西西安
提示: 作者被禁止或删除 内容自动屏蔽
stephanie 该用户已被删除
发表于 2005-4-1 11:25:45 | 显示全部楼层 来自 陕西西安
提示: 作者被禁止或删除 内容自动屏蔽
 楼主| 发表于 2005-4-7 20:45:50 | 显示全部楼层 来自 湖北武汉

Re:【原创】基于经典层合板理论的强度计算(APDL)希望加分

OK,希望能有更多的加入层合板的讨论行列中来。群号码:8346650
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