全缠绕复合气瓶的材料难道就不是轴对称了

雨打秋萍

用ANSYS分析复合气瓶，简化成二维模型，然后，以中心线为对称轴，取一半。但是专家说只要有缠绕角的，材料就不是轴对称的，想请问大能们，是不是这样呢．

jishuzu

认真看课本！

雨打秋萍

具体怎么样，请说说呀

雨打秋萍

第九章 轴对称问题的有限元分析
　　 第一节基本知识
　　 本节的有限元对象为轴对称问题，目的是学习将3D问题转化为213问题分析的轴对称方法，涉及如何选取轴对称单元、建模规律、载荷的施加方法和后处理技术。
　　 一、轴对称问题的定义
　　 轴对称问题是指受力体的几何形状、约束状态，以及其他外在因素都对称于某一根轴(过该轴的任一平面都是对称面)。轴对称受力体的所有应力、应变和位移均对称于这根轴。
　　 二、用ANSYS解决2D轴对称问题的规定
　　 用ANSYS解决2D轴对称问题时，轴对称模型必须在总体坐标系XOY平面的第一象限中创建，并且Y轴为轴旋转的对称轴。
　　 求解时，施加自由约束、压力载荷、温度载荷和Y方向的加速度可以像其他非轴对称模型一样进行施加，但集中载荷有特殊的含义，它表示的是力或力矩在360度范围内的合力，即输入的是整个圆周上的总的载荷大小。同理，在求解完毕后进行后处理时，轴对称模型输出的反作用力结果也是整个圆周上的合力输出，即力和力矩按总载荷大小输出。
　　 在ANSYS中，x方向是径向，Z方向是环向，受力体承载后的环向位移为零，环向应力和应变不为零。

   所以，复合材料气瓶，完全可以用2D进行模拟，ANSYS在关于轴对称建模上，只提到了几何形状及受力情况必须对某一根轴对称，而没有要求材料必须是轴对称的。
   退一步说，对于缠绕气瓶，建模时只要按照环向缠绕一层，螺旋缠绕正负角度一层，这样进行划分面和网格，对于这些单层的材料来说，对自己的中心线也完全是轴对称的。当然，硬要扯到整个复合材料层无法做到对材料中心线对称，那纯粹瞎扯。
   所以，所谓的专家说的，因为复合气瓶几何轴对称，载荷也是轴对称，但是，由于材料不是轴对称的，所以必须用3D建模，2D建模就是错的。我个人觉得就是瞎扯蛋。

danlyan

楼上分析颇有道理