练习1:玻璃纤维填充塑料力学分析
简介 该项练习的目标如下: •熟悉DIGIMAT的图形用户界面; •在Digimat-MF中对分析进行定义; •在Digimat-MF中对分析进行后处理。 材料数据 所研究的复合材料是填充重量占30%的短玻璃纤维加工而成的弹性聚酰胺基体。该基体被定义为使用exp. +线性硬化模型的弹塑性材料。应使用下表中的值定义各相的材料。 表1:基体和包裹体材料的材料数据表 包裹体材料特征如下 •纵横比= 25(短纤维) •方向=张量A11 = 0.8;A22=0.2; 其他分量=0。
任务1:设置Digimat-MF分析 1、打开DIGIMAT平台,点击Digimat-MF图标。 2、在常规选项卡中单击DIGIMAT树根目录: o 定义工作目录;如有需要,为每个联系创建一个新的文件夹。 o 定义作业名。 3、通过右键点击DIGIMAT树根目录或键入Ctrl + N,从分析菜单的相应项目创建一个新的分析 4、点击位于显示屏左侧的DIGIMAT树中的分析1。 5、在分析1的通用参数选项卡中: o 给你的分析命名。 o 保留默认参数值,即Mori-Tanaka、一阶分析、力学分析 6、在“分析/集成参数”选项卡中, o 保留所有默认参数值 7、添加DIGIMAT材料: o 点击DIGIMAT树中的材料项下的材料1。 o 将材料重命名为Polyamide_Matrix。 o 选择本构定律à弹性塑料。 o 选择可塑性模型àJ2-von Mises. o 选择各向同性强化模型à指数和线性定律 o 点击验证按钮切换到参数选项卡。 o 根据表1提供的值定义所有的弹塑性参数。 o 点击create(创建)按钮 8、添加第二个DIGIMAT材料: o 单击右键并选择“添加材料”。 o 将材料重命名为纤维。 o 用各向同性对称设定弹性的本构律。 o 点击验证。 o 根据表1定义材料参数 o 点击create(创建)按钮。 9、添加基体相: o 点击DIGIMAT树的微结构项下的微结构1。 o 将微结构SFRP和相位矩阵进行重命名。 o 将相位类型设置为基体(自动定义)。 o 将Polyamide_Matrix材料分配给它。 o 点击create(创建)按钮。 10、添加添加第二相(包裹体相): o 右键单击左侧树中的微结构(即SFRP),然后选择“添加”。 o 重命名包裹体相。 o 将相态类型设置为包裹体。 o 保持默认值,即没有涂层和可变形相行为。 o 将纤维材料分配到包裹体相。 o 按验证按钮切换到“参数”选项卡。 o 将质量分数设置为30%,即0.3。 o 将宽高比设置为25 o 用A11 = 0.8、A22 = 0.2定义取向张量,并将其它项设置为0。 o 点击create(创建)按钮 11、创建代表性体积单元(RVE): o 点击DIGIMAT树中的RVE。 o 确保选择单个微结构并分配正确的微结构名称。 12、在DIGIMAT树中创建一个机械负荷: o 重新命名为机械负荷(可选)。 o 加载来源:DIGIMAT。 o 从DIGIMAT载入: · 加载类型:应变/单轴1 o 定义单调历史负荷。 o 点击验证按钮。 o 在参数选项卡中, · 定义一个峰值为0.1(10%) · 保持准静态加载 o 点击create(创建)按钮。
任务(2):Digimat-MF分析运行和后处理 DIGIMAT分析已准备好运行。 1、执行数据检查以通过点击相关快捷键或“F4”来验证分析定义。 2、点击运行分析快捷键或“F5”执行分析。 3、应力11-应变11曲线自动绘制在默认绘图1区域。但是,要了解后期处理,请按照以下说明进行操作: o 点击DIGIMAT树中的绘图。 o 右键单击结果,然后选择添加绘图区域。 o 右键单击绘图,然后选择加载结果。这将加载选择的最新分析结果。 请注意,最新的分析结果文件将显示在树形菜单中。 o 点解创建绘图,打开创建绘图窗口。 o 定义X和Y数据,即宏观应变11和应力11 o 点击“创建”绘制数据。 o 点击关闭来关闭创建绘图窗口。 o 点击“标题 - >曲线”,如果需要,重新命名曲线。 o 点击“标题 - >轴”重新命名轴并定义图形的标题。 o 右键单击绘图区域以修改颜色、图形、轴...
任务(3):纤维取向对复合机械性能的影响 改变纤维取向张量的A11和A22项的值,执行更多Digimat-MF分析。目的:通过绘制拉伸应力11应变11,突出纤维取向对宏观力学响应的影响。
1、如果愿意,可以在每次分析之前更改分析名称,以避免覆盖之前的结果,但这不是必需步骤。否则直接进入步骤2。 o 选择分析是DIGIMAT树。 o 编辑名称。 2、更改A11和A22 OT项的值: o 点击DIGIMAT树中的包裹体相。 o 进入参数选项卡。 o 在“取向”部分,更新A11和A22的值。 测试以下数值对: · A11=1.00:A22=0.00 · A11=0.75:A22=0.25 · A11=0.50:A22=0.50 · A11=0.25:A22=0.75 · A11=0.00:A22=1.00 3、每次运行后,加载结果将自动加在同一绘图中。应获得以下结果
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