复合材料是指由两种或两种以上不同物质以不同方式组合而成的材料，它可以发挥各种材料的优点，克服单一材料的缺陷，扩大材料的应用范围。由于复合材料具有重量轻、强度高、加工成型方便、弹性优良、耐化学腐蚀和耐候性好等特点，已逐步取代木材及金属合金，广泛应用于航空航天、汽车、电子电气、建筑、健身器材等领域，在近几年更是得到了飞速发展。复合材料为各项异性材料，使用时采用不同角度、铺层的方式，从而增强各个方向的力学性能。本文主要对有限元的铺层方法进行介绍。
在有限元分析建模中，对平格建立复合材料层合板，网格如下图所示。1、建立局部坐标系
2、建立材料
以碳纤维M55J为例，材料属性如下图所示。
3、建立属性，并将网格赋属性。
4、创建ply，建立0°、45°、90°、45°、0°五层
右击导航栏空白区域，creat>ply，第一层如下所示，选取材料、坐标、单元，一共创建5层。
5、创建laminate
右击导航栏空白区域，creat>laminate
至此，铺层设置全部完成，打开显示层属性，可以看到各层的铺层角度，和铺层厚度。
有限元仿真经验技巧总结 1. 装配体接触面之间如何使节点对齐？ 法一：通过实体切割，产生对齐的实体轮廓线，划分网格时自动对齐。 法二：两实体通过布尔运算合并，然后切割划分网格。 法三：各自划分网格，然后节点合并（ equivalence ），然后分离（ detach ）。法四：投影 project 法五：两实体接触表面网格若不对齐，可以通过选取它们的面网格来进行节点对齐。 2. 如何删除重复的单元？ 首先，把重复单元节点合并； 然后， tool/check elems/duplicates,save failed ； 最后， delete/elems, 选择 retrieve , 即可删除重复单元。 3. 切割实体划分实体单元时，如何保证每一块都是可映射的，即可划分的？ 最好是保证实体每个面只有边界线，面内无其他切割实体边界线。 其次是只有一个面内有边界线。 4. 如何快速创建节点？ 按住鼠标左键在边界线拖动，直至边界线变亮时松开，点击就出现节点。 5. 如何镜像实体或单元？ Tool/reflect, 选中实体或单元， duplicate , 镜像平面， OK. 6. 对于较规则的实体，快速生成六面体单元的方法有哪些？ 1）对于较规则的方形体，可以在其中一面上 automesh ，然后直接 solid map/one volume 划分。或者由二维面网格 linear drag 生成。 2）对于可旋转的规则环形体，确定其中一面二维网格，然后 spin 。 3）对一般的六面体，需要先确定的相对面的面网格，要保证数量一致，然后通过 linear solid. 7. 对于分散对称的载荷施加区域，如风机轮毂上的载荷，塔筒截面上的载荷，怎么加载简单有效？
碳纤维圆管压溃失效重现 1、圆管尺寸 《碳纤维增强环氧树脂基复合材料圆管轴向压溃分层失效仿真》中所用试件高度L=80 mm，内径D=38.2 mm，厚度t=1.7 mm，圆管试件轴线与纤维方向夹角θ=0°。为确保试验中圆管从一端发生渐进破坏，圆管端部设置了45°倒角。 2、网格划分 本次采用hypermesh作为ls-dyna的前处理软件，采用用四节点壳单元对模型进行网格划分，碳纤维复合材料圆管网格尺寸为5 mm×5 mm。最开始用两层壳单元对碳纤维材料进行模拟，如下图所示：
靠外一层的component命名为tube1，以红色表示。靠内一层的component命名为tube2，以蓝色表示。外层半径为40mm，高度为78.3mm；内层半径为38.2mm，高度为80mm，用于模拟试件的45度倒角。 如下图建立挤压板与实验平台。挤压板中心设定坐标为（0，0，80.5），实验平台中心设定坐标为（0，0，-0.5），网格尺寸为20 mm×20 mm。 3、材料设定 圆管所用材料选用Mat24，根据《碳纤维增强环氧树脂基复合材料圆管轴向压溃分层失效仿真》所给出的数据。材料密度设置为1.53g/cm3，弹性模量设置为171.42GPa ，泊松比设置为0.32，屈服强度设置为1 200.1MPa，切变模量设置为5.29GPa 。如下图所示： 挤压面设定材料为刚性材料Mat20，材料密度设置为,7.83g/cm3，弹性模量设置为210GPa ，泊松比设置为0.3。如下图所示：
由于圆管和挤压面全部选用的都是壳单元，因此在设定材料之外还应设置单元属性。由上文给出的数据设定单元类型为shell，其厚度为0.9mm。如下图所示： 4、载荷设定 首先于上方工具栏的XYpolt内绘制“时间-载荷”的曲线图，如下图所示： 然后在force内设定受力方向为Z轴负方向，载入曲线。 再其次施加约束，对施压板施加除Z轴平动方向外的所有约束，对实验平台施加所有约束。
HyperWorks 8.0 SR1 (高性能CAE软件): Altair HyperWorks 8.0 新一代CAE平台0 澳汰尔系列产品为我们的用户提供了一整套世界级的设计和分析软件。使用该软件，用户可以优化他们的产品，并具有很高的投资回报率。HyperWorks 企业级的CAE软件,几乎所有财富500强制造企业都应用.为工程师量身定做的软件.强力推荐.系列产品集成了开放性体系和可编程工作平台，可提供顶尖的CAE建模、可视化分析、优化分析、以及健壮性分析、多体仿真、制造仿真、以及过程自动化。HyperWorks的开放式平台可以直接运用顶尖的CAD、CAE求解技术，并内嵌与产品数据管理以及客户端软件包交互的界面。这是最新的HyperWorks 8.0 SR1版本，比原来的HyperWorks 8.0版本容量上大了200多M。 新一代为产品设计服务的工程平台——HyperWorks 8.0。这一具备高度集成性的CAE软件工具，将提供先进的技术和功能，帮助客户以更高的效率在更短的时间内开发创新而可靠的产品。 ―制造业企业正在寻找新的途径以提高生产效率并获得竞争优势，在这一过程中CAE扮演着越来越重要的角色，‖Jeff Brennan先生，Altair HyperWorks产品线的副总裁说道，―这次软件发布——作为Altair公司历史上最大的一次软件发布——将延续公司的传统，为客户提供开放架构的、第一流的技术为企业的决策者和技术领导者提供最好的工具，同时提高客户在仿真方面投资的回报。‖HyperWorks 8.0将为产品生命周期管理提供最广泛的仿真技术。新产品在3个主要方面帮助客户加快创新产品的研发过程：高度集成的多学科工程平台，由CAE驱动的设计过程，以及更快的仿真周期。 高度集成的多学科工程平台 CAE技术正在从相互独立的单学科分析发展为多学科耦合分析。HyperWorks 8.0在保持Altair一贯承诺的开放性环境的同时，极大地拓宽了应用领域。这一高度集成的开放环境为用户提供了更具灵活性和更加可靠的解决方案。其领先技术包括：(新！)多体动力学求解器解决方案。在HyperWorks 8.0中为机械系统提供了全面而稳定的运动仿真软件。它包括了先进的接触建模功能，用户子程序系统和对柔性体的完全支持。 集成FEA/MBD分析解决方案。在OptiStruct/Analysis中将完全集成运动学求解功能，从而用户可以在HyperMesh中建立统一的模型，并提交柔性体和刚体的耦合分析。 性能数据管理解决方案。Altair Data Manager是一个灵活的数据管理系统，它可以轻松实现对用户或企业级的仿真和测试数据进行管理、共享和控制，同时它与现有PDM和ERP系统能够方便地集成。 (新！)为性能数据分析提供三维绘图环境。HyperGraph 3D是一个新的3D绘图环境，可以生成3D图形，例如瀑布图、3D曲面和曲线、3D截面，并且提供丰富的查询工具。 统一的制造仿真环境。HyperWorks8.0中提供的Manufacturing Solutions是一个虚拟制造环境，可以在一个统一的图形环境下模拟冲压、挤压成型，注塑、煅造，摩擦搅动焊接等过程。 CAE驱动的创新设计 做为CAE研发方面的领袖，Altair致力于CAE新方法和新工具的开发，使仿真能够驱动整个设计的流程。HyperWorks 8.0在概念设计，模型变形和结构优化等方面，引入了许多新技术从而真正使仿真成为设计的驱动力。使得在设计过程的早期阶段就可以确定产品的性能和可制造性。 模型变形(Morphing)。HyperWorks8.0中的Morphing技术提供了一种全新的基于有限元模型的变形方法，可以改变板壳和实体模型的形状，同时为尺寸和形状优化自动创建设计变量。 基于应力约束的拓扑和形貌优化。Altair的OptiStruct技术在全球第一家将应力约束添加到拓扑优化和形貌优化中，从而在对应力有关键考虑的概念结构设计中——例如飞机结构——产生更有效的方案。 自由形状和自由尺寸优化。自由形状优化和自由尺寸优化进一步确定了OptiStruct在优化方面的领导地位。自由形状优化帮助用户自动寻找最佳的边界形状而仅需要用户很少的输入，自由尺寸优化则帮助设计更可靠的厚度设计、复合材料铺层和―剪板‖结构。 频率响应优化。拓扑、形貌、形状和尺寸优化现在可以支持OptiStruct中所有的频率响应分析类型，从而可以帮助改善结构的动态特性。 大幅度提升仿真效率，加快产品研发效率 对企业的CAE部门来说，建模、可视化和设计的反复都占用了大部分的时间。HyperWorks 8.0将通过以下的先进功能提高最终用户和部门整体的工作效率： 增强的用户界面提高了建模效率。经过全新设计的HyperMesh界面，高度简化了建模的流程、提升了整体的建模效率并提供了许多新功能大幅度改进了建模方法。同时，HyperMesh8.0为各个不同层次的用户并针对不同的网格类型提供了新的交互式的经验解决
Abaqus常见问题汇总 如何取得节点的坐标！ 用a=mdb.models['你的模型'].parts['PART-1'].nodes[211].coordinates 可以取得坐标，对坛子里像我一样的初学者们有借鉴作用。 扭距加载 我最近在算一个题目,一个大筒体上有三个接管端面固定,大筒体两端加载扭距,但是不知道如何加载.请各位高手能赐教 谢谢 1. 将大筒体两端要施加扭矩的节点分别定义为两个Nset:left, right. 2. 分别在大筒体两端的圆心处定义两个reference node: rp-left,rp-right. 3. 用如下命令将两个节点集绕3轴旋转的自由度与参考点耦合起来,其他自由度度是否耦合根据具体问题而定: *KINEMATIC COUPLING, REF NODE=rp-left left, 6,6 *KINEMATIC COUPLING, REF NODE=rp-right right, 6,6 4. 在两个参考点上施加绕3轴旋转的弯矩. 友情提醒:reference node也有自由度,注意相应的边界条件.
ABAQUS多处理器进行并行计算的效果研究 环境： ABAQUS6.3+8 IntelXeon 700MHz CPU+4G Ram+Win2k AdvServer SP3 在命令行模式下，abaqus命令的下面三个参数进行并行计算的控制：[cpus=number-of-cpus] [parallel={loop | domain | supernode | tree}] [domains=number-of-domains] ABAQUS/Explicit: parallel参数可选domain,loop domain进行拓扑域并行，loop进行循环级并行（默认） 但在NT系统下，不支持loop参数 cpus数要可以整除domains数，也就是一个cpu可以进行多个domain 的计算 以Getting Started with ABAQUS/Explicit 6.5 Example: circuit board drop test circuit.inp分析为例(standard_memory = "256 Mb") 1cpu: abaqus job=circuit int
碳纤维复合材料汽车B柱性能研究 节能、环保和安全是汽车工业的发展方向，汽车轻量化是实现节能減排的重要手段。碳纤维复合材料的比强度和比模量高，密度仅为钢的1/5左右，在等刚度和或等强度下，碳纤维复合材料比钢可减重50%以上，比镁铝合金可减重30%左右，具有独特的轻量化效果，是实现汽车轻量化的理想材料。以汽车B柱为研究对象，基于经典层合板理论，采用ABAQUS分析研究了碳纤维复合材料B 柱的碰撞性能。研究结果表明，与金属材料汽车B柱相比碳纤维复合材料汽车B 柱重量降低约33%，达到了较好的轻量化效果。同时碳纤维复合材料汽车B柱入侵量与吸能比金属材料小。 标签：轻量化；碳纤维复合材料；性能；汽车B柱 1 概述 近年来，我国汽车工业得到了快速的发展，汽车产销量位居世界第一，汽车工业已成为我国经济发展的支柱产业。汽车给我们的出行带来了便利，但也造成了环境污染等问题。在全球温室效应、能源危机和环境污染等日益严重的情况下，节能与环保成为摆在世界各国面前最重要的命题[1]。目前，汽车行业面临的挑战是，为了汽车工业的可持续发展，必须减少环境污染、节约资源。为应对挑战各国都开始研究和开发新能源汽车，就现阶段技术而言，汽车轻量化是实现降低油耗和减少排放的有效途径。有试验表明，汽车总体重量减轻10%，可提高6%-8%的燃油效率。降低1%汽车重量可降低0.7%的油耗[2]。由此可见汽车轻量化对于节能与环保有显著效果，使其成为我国汽车行业大力发展的趋势。对于乘用车来说，车身占整车质量的40%-60%[3]，对于汽车油耗来说，约70%的油耗是用在了车身质量上，因而车身的轻量化对于整车的节能、减排具有更为显著的作用。 2 碳纤维复合材料汽车B柱模型建立 文章采用等代设计方法建立碳纤维复合材料汽车B柱模型，通过Hypermesh 对B柱模型完成几何清理并采用四面体单元划分网格，网格大小10mm。将画好网格的B柱导入ABAQUS进行碰撞分析。 碳纤维复合材料B柱铺层方式为[0/45/90/-45]，铺层层数为18层，每层厚度0.33mm。复合材料单向层合板的力学性能如表1所示。其中p为密度，E1、E2分别为单向层合板的纵向、横向弹性模量，u12为泊松比，G12为剪切模量，Xt、Xc为纵向拉伸、压缩强度，Yt、Yc为横向拉伸、压缩强度，S为剪切强度。 3 碳纤维复合材料汽车B柱性能分析 以碳纤维复合材料汽车B柱的质量、入侵量、吸能为响应分析碳纤维复合材料汽B柱的综合性能。并与金属材料汽车B对比分析，与金属材料汽车B柱相比碳纤维复合材料汽车B柱重量降低约33%，最大入侵量比金属材料汽车B
hypermesh+optistruct做静态分析流程及注意事项（转自精英谷机械 论坛） 2010-08-04 08:46:39| 分类：有限元学习| 标签：hypermesh |字号大中小订阅 1.导入或建立数模：使用hypermesh划分网格，一般是由cad软件导入数模进行划分，hypermesh支持的cad软件格式很多，不过一般可以导入igs或stp 格式，这两种格式很多cad软件都可以导出的，是比较通用的格式。 2.几何清理：一般导入的数模都存在或多或少的几何缺陷，比如硬点（fixed point）、重复面、自由边、碎面等等。首先用autocleanup先进行整体清理，然后进入到edge edit，清除重复面，观察模型有没有缝隙，如果有的话用edge edit->replace修复。 3.抽取中面：这一步没有什么好说的，几乎清理做好了就进入midsurface，选取sur->displayed 然后点ex，过一会中面就抽好了。 4.中面清理：同时可以对一些小的面或者edge的倒角进行简化，除掉小的，影响网格划分，但同时对分析基本没有影响的小的孔（包括圆孔和异型孔）。使用的命令包括autocleanup，edge edit，quick edit。，完成后观察数模的硬点分布，surface分布，把没有用的硬点都删掉（quick edit->),这是项比较麻烦的工作，需要有很好的耐心。对于数模的面要进行traggle（edge edit），目的是将碎面都清理掉，硬点清理与碎面清理可以交替进行，这个要看具体情况了。在清理碎面时对于在一个面上的自由边都要traggle掉，而属于型面交线的要保留下来，并且可以用quick edit里的相关命令对模型的面进行简化 5.网格划分：根据实际要求选取网格尺寸，然后按F12进入automesh界面，设置划分方式为手动（方便调整网格密度和偏置），之后点mesh划分网格，要注意的是对于比较大的中面，一次性划分出质量很高的网格基本上是不太可能的，要使用geograph面板里的命令进行分割，一部分一部分的划分。 6.网格质量检查：这个步骤其实没有固定的方法了，因为每个case的网格要求都不太一样，主要就是检查法向、最大最小角、雅克比、翘曲度等等。hypermesh 有自带的自动检查工具，一般如果质量不合格的网格不是红色的或者某些黄色的都可以用自动调整。对于那些质量很差的网格一般考虑分割或者重新划分。 7.添加单元属性（property），要为网格单元附加属性首先要定义material，就是单元材质，可以是钢、铝合金等弹性材料，也可以是复合材料等等,定义非弹性材料还要自行定义应力应变曲线，这里就不详述了，这方面有相关的书籍可以参阅。定义好材质之后创建一个相应的property，用于定义网格单元的类型，之后将material赋给property，再把property赋给组件（component），然后再将material和property分别update到element，此时查看components table应该是组件和单元都被赋予了材质和属性，这样就能进行下一步工作了。 8.施加载荷及约束：首先要做的是你要从实际情况分析出相应的工况，根据工况画出受力图，创建时要为载荷及约束分别创建一个collector，从模式上讲设置constraint和force是相同的，即建立collector，定义作用点，约束定义自由度，force定义大小方向，这一步相对简单，操作性很强，也很直观，上手相当容易，就不再赘述了。
HyperMesh功能简介 HyperMesh是一个高效的有限元前后处理器，能够建立各种复杂模型的有限元和有限差分模型，与多种cad和cae软件有良好的接口并具有高效的网格划分功能。 1.强大的几何输入、输出功能 强大的几何输入功能，支持多种格式的复杂装配几何模型读入，如CATIA、UG、Pro/E、STEP、IGES、PDGS、DXF、STL、VDAFS等格式的输入，支持UG动态装配，并可设定几何容差，修复几何模型。支持IGES格式输出。Model browser 功能有效管理复杂几何和有限元装配模型。 2.方便灵活的几何清理功能 支持多种自动化和人工化的几何清理功能，各种缝隙缝合，复杂曲面修补，去除相贯倒角、孔洞等细小特征，薄壳实体中面抽取。 曲面修补 相贯倒角去除 中面抽取 3.良好客户二次开发环境 HyperMesh提供了多种开发工具，便于用户进行二次开发。 ·基本的宏命令：用户可以创建宏命令，使若干步建模过程自动完成 ·用户化定制工具：用户可以利用Tcl/Tk在HyperMesh中建立用户化定制方案 ·配置HyperMesh的界面：对HyperMesh的菜单系统进行重新布局定义，使界面更易于使用 ·输出模板：通过用户输出模板，可以将HyperMesh数据库以其它求解器和程序可以阅读的格式输出 ·输入数据转化器：可以在HyperMesh加入您自己的输入数据翻译器，扩充HyperMesh的接口支持功能，解读不同的分析数据卡 ·结果数据转化器：您可以创建自己特定的结果翻译器，利用所提供的工具，将特定的分析结果转换成HyperMesh的结果格式 4.与主流求解器无缝集成 支持十余种求解器NASTRAN, ABAQUS, LS-DYNA3D, PAMCRASH, ANYSYS, RADI OSS, OPTISTRUCT，MARC等有限元文件的输入和输出。 为各个求解器定制专业界面，如ABAQUS, LS-DYNA3D ，ANYSYS接触导向定义，针对汽车碰撞的安全带和气囊等专业模块。可编辑式卡片菜单输入，与求解器无缝集成。 用户还可根据需要开发求解器模板，如MADYMO。 5.高质量的网格划分
基于 LS-DYNA的复合材料夹芯结构动态冲击仿真分析 摘要：建立了飞机典型复合材料夹芯结构的有限元模型，利用大型动力有限元分析软件LS-DYNA对其进行动力学冲击仿真分析。通过仿真分析结果与试验结果的对比研究，验证了仿真分析方法的准确性和可靠性。研究结果为同类实际工程问题提供了科学可行的分析、解决手段和参考依据。 关键词：复合材料；夹芯结构；动态冲击；仿真分析 1. 概述 复合材料在飞机结构上的大量应用已经引发了航空制造业的一场革命，与此同时，复合材料飞机结构分析，特别是冲击动力响应分析显得非常有实际意义。由于全尺寸飞机结构冲击试验周期长、操作困难，且成本巨大，难以得到预期丰富的数据结果。自上世纪80年代后，美国空军飞行动力试验室开始使用MAGNA（材料和几何非线性分析）程序对现役飞机结构进行动力响应分析，取得了很好的分析结果，而且大大节省了新机型的研制费用和研制周期[1]。随着计算机软、硬件技术的发展和有限元理论研究的深入，数值模拟仿真技术在航空飞行器领域得到越来越广泛的应用。本文利用大型动力有限元分析软件LS-DYNA，对典型复合材料夹芯结构在冲击荷载作用下的动力响应问题进行了数值仿真分析。 2. LS-DYNA动力有限元分析简介 LS-DYNA软件是功能齐全的几何非线性（大位移、大转动和大应变）、材料非线性（140多种材料动态模型）以及摩擦和接触分离等界面状态非线性有限元分析程序。它以Lagrange算法为主，兼有ALE和Euler算法；以显式求解为主，兼有隐式求解功能；以结构分析为主，兼有热分析、流固耦合功能；以非线性动力分析为主，兼有静力分析功能；是军用和民用相结合的通用结构分析非线性有限元程序[2]。 3. 复合材料夹芯结构冲击试验 试验用复合材料夹芯结构由上下2层玻璃纤维复合材料面板及其中间的泡沫夹芯层组成。上面板厚度为0.8mm，由4层复合材料单层板构成，铺层顺序为452/-452；下面板厚度为 0.4mm，由2层单层板构成，铺层顺序为45/-45；夹芯层为PVC泡沫材料，泡沫夹芯层有2种不同的厚度，分别为7mm和18mm；夹芯板试件为245mm×245mm的方板。 冲击试验中，夹芯板通过上、下夹具用8根M8的高强螺栓固定在钢支架上，如图1所示。上、下夹具钢板中心位置各开有一圆孔，形成直径为175mm的有效受冲击区域，四周与方板试件一致在距中心102.5mm的圆周上对称钻了8个直径为10mm的螺栓孔，以实现轴对称固支的边界条件。 图1 夹芯板冲击试验安装示意图2 夹芯板冲击试验有限元模型 4. 仿真分析模型 利用有限元前处理程序（Hypermesh、FEMB等）对复合材料夹芯结构试验件进行建模。夹芯结构上、下面板厚度分别为0.8mm和0.4mm，采用壳单元建模。复合材料单层板属于非均质正交各向异性材料，而作为夹芯结构面板的复合材料层合板通过铺层设计，宏观上可以呈现出准各向同性的特征。因此通常在进行结构动力响应分析，而不涉及材料内部损伤时，可以将复合材料层合板等效为各向同性的均质材料来处理。PVC泡沫是内部含有大量孔隙的非均匀体材料，这里将其简化为等效连续体结构，采用三维实体单元建模。 为了减少工作量和计算成本，有限元模型中未包含夹具，仅对试件的有效受冲击区域进行建模，并施加固支边界条件，冲头视为刚体，也采用三维实体单元建模。有限元模型如图2所
HyperWorks复合材料仿真优化技术及应用 复合材料以其比强度、比模量高，耐腐蚀、抗疲劳等优点，在工业界得到了越来越多的应用。特别是在航空航天方面，由于钢铁和有色合金很难满足日趋苛刻的重量、力学等设计性能要求，复合材料更是得到了广泛的应用。波音787和A350飞机的复合材料用量都超过50%，同时也在研发过程中面临许多重大挑战，除了大量的小样件和部段试验件的试验测试，仿真优化技术也是解决各种技术难题，缩短研发周期的重要技术手段。 Altair 公司是世界领先的工程设计技术开发者，旗舰产品HyperWorks软件包含了HyperMesh、OptiStruct、RADIOSS、MotionView、HyperStudy等著名模块，是全球领先的企业级产品创新解决方案。过去10年，Altair公司投入巨大的人力物力，跟航空工业界紧密合作，基于HyperWorks软件平台，开发了复合材料建模、仿真、优化、可视化后处理等技术，目前已经在空客和波音等公司得到大量应用。 复合材料建模技术 HyperMesh 是目前世界上最著名的CAE前处理软件，提供了无与伦比的建模功能和最广泛的CAD和CAE 软件接口。针对复合材料，HyperMesh提供了专业的复合材料前处理模块HyperLaminate，具有直观便捷的用户界面（如图1所示），可以快速地对复合材料模型进行创建、检查和编辑，直观定义每一铺层的厚度、角度及材料属性（纤维及基体），定义各种复合材料失效准则等。 HyperMesh 支持ply+stack的复合材料铺层定义方式，即定义出各复合材料物理铺层的范围（用单元集表示），一个物理铺层对应一个ply卡片，然后通过stack卡片把各个ply按次序层叠起来，形成完整的层合板。例如，复合材料T型长桁与蒙皮胶接结构可以通过图2所示的方法来定义。
hypermesh输入参数变化范围 【最新版】 目录 1.HyperMesh 简介 2.HyperMesh 输入参数的作用 3.HyperMesh 输入参数的变化范围 4.结论 正文 1.HyperMesh 简介 HyperMesh 是一种广泛应用于计算机辅助工程（CAE）领域的有限元分析（FEA）软件。它可以用于解决各种工程问题，例如线性/非线性结构力学、热传导、热膨胀、动力学、疲劳分析等。通过使用 HyperMesh，工程师可以对产品进行模拟、分析和优化，以提高产品质量并降低生产成本。 2.HyperMesh 输入参数的作用 HyperMesh 具有丰富的输入参数，这些参数对于有限元分析过程至关重要。它们可以影响分析结果的准确性、计算速度以及后续的后处理和报告生成。输入参数主要包括以下几个方面： - 模型参数：如模型类型、材料属性、单元类型等； - 边界条件：如固定约束、滑动约束、对称约束等； - 载荷条件：如均布载荷、集中载荷、温度载荷等； - 求解设置：如求解器类型、求解方法、迭代次数等； - 后处理设置：如结果输出、可视化、报告生成等。 3.HyperMesh 输入参数的变化范围
HyperMesh 的输入参数变化范围因其功能和适用领域的广泛性而具 有多样性。下面分别对不同类型的参数进行简要说明： - 模型参数：模型类型可以选择从简单的几何体到复杂的实体模型；材料属性可以涵盖各种金属、非金属、复合材料等；单元类型包括结构单元、热传导单元、热膨胀单元等。 - 边界条件：固定约束可以设置为 X、Y、Z 方向上的自由度；滑动约束可以设置为平移或旋转；对称约束可以设置为关于某个轴线的对称。 - 载荷条件：均布载荷可以设置为常数或随空间变化的函数；集中载荷可以设置为集中力或压力；温度载荷可以设置为随时间变化的函数。 - 求解设置：求解器类型可以选择线性或非线性求解器；求解方法可以选择直接法、迭代法等；迭代次数可以根据问题复杂度和计算资源进行调整。 - 后处理设置：结果输出可以选择位移、应力、应变等物理量；可视化可以选择等值线图、矢量图、动画等形式；报告生成可以包括摘要报告、详细报告等。 4.结论 HyperMesh 的输入参数变化范围广泛，为工程师提供了强大的分析工具。通过调整这些参数，可以实现对不同工程问题的精确模拟和求解。
碳纤维复合材料汽车前车门轻量化设计与分析 对碳纤维复合材料力学性能及结构设计要求进行简单论述，以汽车前车门为研究对象进行碳纤维结构设计及铺层形式进行研究。经仿真分析，碳纤维前车门的模态、刚度、强度、碰撞侵入量和速度均得到了明显的提升，并且重量降低了54.94%。 标签：前车门；碳纤维复合材料；輕量化；设计与分析 Abstract：In this paper，the mechanical properties and structural design requirements of carbon fiber composites are discussed，and the carbon fiber structural design and ply form are studied by taking the front door of automobile as the research object. Through the simulation analysis，the mode，stiffness，strength，impact penetration and speed of the carbon fiber front door have been improved obviously，and the weight of the front door has been reduced by 54.94%. Keywords：front door；carbon fiber composite material；lightweight；design and analysis 引言 汽车轻量化作为有效的节能和环保措施，在未来十年来成为汽车行业大力发展的趋势，其中碳纤维复合材料在轻量化上有极大的优势将作为节能和新能源汽车领域的重要发展方向。 1 碳纤维复合材料力学性能 新材料碳纤维具有优异的力学性能，较高比重、强度和模量，在满足相同性能下，具有较大的减重空间，同时也可减少装配零件数量。在碳纤维结构分析中，定义任一层压板的力学性能，都能表示成等价的均匀各项异性板元或壳元，运用层压板的中面应变和曲率理论确定各层的应力。 2 碳纤维复合材料汽车前车门设计 碳纤维复合材料在汽车车门中已开始应用，通过结构设计和铺层优化在满足性能和装配的前提下可实现车门大幅减重。技术方案为内外板集成部分零件，简化结构特征，取消工艺孔，实现减重目的。 2.1 碳纤维复合材料前车门外板设计 整合前车门外板总成，外板A面和周边配接的安装孔不变，外层织物单层厚度0.21mm，其余单向带单层厚度0.145mm。遵循铺覆对称，外板铺层±45°，成对出现，单层数不超总层数60%原则。主外板铺层为[±45/45/0/-45/90/-45/0/45]；
hypermesh-hyperview应用技巧与高级实例目录 1. 引言 1.1 背景和意义 1.2 结构概述 1.3 目的 2. HyperMesh基础应用技巧 2.1 网格建模 2.2 材料定义和属性设置 2.3 边界条件设置 3. HyperView结果后处理技巧 3.1 数据导入与预处理 3.2 结果展示与分析 3.3 动画与报告生成 4. HyperMesh高级实例讲解 4.1 汇合区域的创建和优化 4.2 拓扑优化与形状优化方法比较分析
4.3 多物理场耦合仿真案例研究 5 结论和总结 1. 引言 1.1 背景和意义 在工程设计与分析领域中，有着众多的设计软件和仿真工具。其中，Hypermesh与HyperView作为Altair HyperWorks软件套件中的两大核心 模块，提供了强大而全面的功能，被广泛应用于结构、材料、流体等领域的建模、优化以及后处理等任务。 Hypermesh作为一款先进的有限元前处理软件，在结构建模方面具备丰富的 功能和强大的求解能力。通过其快速且高效的网格划分算法，用户可以轻松地 将复杂几何图形转换成可用于数值计算的网格模型。此外，在材料定义和属性 设置、边界条件设置等方面，Hypermesh提供了灵活性强、易于操作的工具，使得用户能够更加精确地描述系统，并满足各种特定需求。 与此同时，HyperView则是一款专业级别的有限元后处理工具。它不仅支持各类有限元结果数据文件的导入，并能够对结果进行处理、展示和分析，而且还 提供了丰富多样的可视化功能。用户可通过HyperView直观地查看、评估仿 真结果，并生成动画和报告，以便更好地理解和传达仿真结果。 本文将重点介绍Hypermesh与HyperView的应用技巧与高级实例，帮助读 者更好地掌握这两款工具的使用方法，提高工程设计与分析的效率和准确性。
时速 200公里动车防爬吸能装置研究 摘要：防爬器能有效阻止列车碰撞时发生骑爬现象，同时吸收列车碰撞产生 的能量，防止司乘人员受到二次伤害，对提高列车安全运行非常重要。本文通过 对复材防爬器进行一维能量仿真计算、有限元分析以及吸能特性试验来验证200 公里动车组前端吸能配置满足使用需求。 关键词：复材防爬器；一维计算；有限元分析；吸能特性 1. 引言 轨道列车高速的发展体现了社会科技进步，它给人们带来了外出便捷的好处，但是，由于交通事故的存在，也让人们更加担心轨道列车的安全性能，当列车发 生事故碰撞时，不仅仅对车体进行了损坏，也威胁着司乘人员的生命安全，从列 车整体吸能系统进行研究，如何最大程度的减少轨道列车碰撞时对车体造成损坏 以及人员伤害是目前值得思考研究的首要问题[1] 轨道列车的运行安全防护分成主动安全防护以及被动安全防护这两种形式[2]。其中主动安全防护指，在事故碰撞发生之前起到的各种安保措施，其中包括但不 仅限定期检查轨道、行驶标示、信号灯等。而被动安全防护则指的是在列车碰撞 发生之后，通过列车其自身的防护装置进行保护，从而避免列车车体的严重损坏 以及车上人员的伤亡。比如，在轨道列车前端所安装的缓冲车钩、防爬器、主吸 能器等[3]。现如今主动安全防护系统相对于被动安全防护系统来说更加完善，即 使这样，轨道列车事故依旧时有发生，因此被动安全防护系统优化对于目前轨道 列车的防护系统来说十分有必要的。 杜善义[3]提出复合化是新材料重要的发展方向，在航空航天领域需求迫切， 他认为多功能复合材料是未来研发热点以及前沿技术。
陈众迎[4]认为复合材料由于其自身拥有良好的热物理性能，例如，密度较小，更耐热，更耐低温，比强度较高，比模量较高，化学性能稳定及其材料性能可灵 活设计,并且陈众迎已经通过测试常温情况下、预加载荷情况下以及有限元分析 等方式来全面的分析了铺层角度对于复合材料的力学性能有何影响。 国内学者刘明瑞[5]对于典型的复材板结构的整体失效模式进行了一系列相关 的研讨，分析中采用了重量和位置平均的思想，并列出了复合材料板的失效理论 公式。 本篇文章将以复合材料防爬器为研究对象，对不同载荷作用下的防爬器进行 了仿真分析和吸能特性试验研究，为时速200公里动车组前端被动防护提供了研 究思路。 1. 复材式防爬器 2.1复材防爬器性能指标 本篇文章所验证的防爬器类型为复材式防爬器。其主要由前端防爬齿、车体 安装法兰以及复合材料管三部分组成。 复材式防爬器基本性能参数如下表1所示。 表1 基本性能参数表 性能指标数值 吸能行程（mm）680 平均动态缓冲力1250±
1 258 7.1 全机模型建模 下面为大家讲解飞机全机的建模过程，具体步骤如下。 启动HyperMesh 并设置RADIOSS （Bulk Data ）用户配置文件。 （1）启动HyperMesh ，弹出一个User Profiles 的用户图形界面。 （2）在图形界面中选择RADIOSS 。 （3）在RADIOSS 的扩展菜单中选择Bulk Data 。 （4）单击OK 按钮。 导入模型文件。 （1）单击工具栏Open model （）按钮，选择模型文件。 （2）单击Open 按钮。 切分机身几何。 （1）单击工具栏图标Shaded Geometry and Surface Edges （）按钮，显示几何面。 （2）选择Geom >surfaces edit >trim with lines 。 （3）在with lines 列中，双击surfs>by collector>fuselage ，选中fuselage 部件中的所有曲面。 （4）双击lines>by collector>stringer ，选中stringer 部件中的所有的线。 （5）切换其他两个选项为normal to surface 和entire surface 。 （6）单击trim 按钮，曲面被曲线切割。 （7）切换到trim with surfs/plane 子面板。 （8）在with surfs 列中，双击上面的surfs>by collector>fuselage ，选中fuselage 部件中的所有曲面。 （9）双击下面的surfs>by collector>frame ，选中frame 部件中的所有曲面。 （10）无需勾选trim both 选项。 （11）单击trim 按钮。 划分机身单元。 （1）单击2D>automesh ，在surfs 中选择fuselage 中的所有面，设置element size 为1000，单元尺要足够大，确保每个曲面只划分一个单元。 （2）其他选项为默认，单击mesh 按钮。 （3）单击return 按钮退出。 STEP 01 STEP 02 STEP 03 STEP 04
基于HyperMesh二次开发的飞行器尾翼复合材料建模和优 化分析 刘剑霄;李斌;杜冲 【摘要】为解决飞行器尾翼复合材料结构建模复杂、优化工况繁琐等问题,利用HyperMesh二次开发技术开发尾翼复合材料建模优化分析系统.介绍该系统相关二次开发技术以及复合材料建模优化分析技术,并给出应用实例.通过该系统可自动建模,自动提交多阶段优化求解和出具结果报告,极大提高尾翼复合材料建模优化分析效率. 【期刊名称】《计算机辅助工程》 【年(卷),期】2016(025)003 【总页数】5页(P29-33) 【关键词】飞行器;尾翼;复合材料优化;自由尺寸优化;铺层优化;自动建模;Tcl/Tk 【作者】刘剑霄;李斌;杜冲 【作者单位】中国兵器装备集团公司长沙机电产品研究开发中心,长沙410100;中国兵器装备集团公司长沙机电产品研究开发中心,长沙410100;中国兵器装备集团公司长沙机电产品研究开发中心,长沙410100 【正文语种】中文 【中图分类】V215.21;TB115.1
随着材料学科的发展，人们发现复合材料具有比重小、比强度和比模量大、抗疲劳、耐腐蚀、力学性能可设计，以及易于整体成型加工等特点，非常适合于各种飞行器的制造要求.[1-4]波音787和空客A350上的复合材料用量就分别达到61%和53%，复合材料的相关优化设计方法和软件也越来越受到人们的重视. HyperMesh作为一款先进的有限元网格前处理软件，提供专门针对复合材料建模的模块HyperLaminate和复合材料铺层定义方式ply+stack.这些模块和功能在很大程度上提高复合材料的建模效率[5]，但是对于一些特殊应用，相关用户仍希望 能实现更快的建模速度，最好能一键自动生成而无须手动操作.另外，对一些飞行 器的复合材料结构，如尾翼等，截面形状比较复杂，一般不能直接在HyperMesh 中创建或是创建过程极其繁琐，经常要先在其他CAD软件中建立模型然后再导入到HyperMesh中划分网格.划分好网格后需要设置复合材料铺层，铺层设置需要 考虑单元法向方向、材料方向、铺层数量和优化方案，而优化方案的不同又会影响到铺层方式和铺层数量的不同.因此，即便工程师能熟练操作软件，熟悉优化方法 和相关流程，从建模、优化求解到获得具体结果报告仍然需要耗费相当大的工作量，且工序繁多会增大人工失误率. 本文针对整个尾翼优化时流程复杂、效率低等问题，运用HyperMesh二次开发 技术完成尾翼建模优化分析系统.应用该系统可以对尾翼进行参数化自动建模、自 动铺层、自动设置优化参数提交求解并自动出具优化结果报告，可在很大程度上减少人工操作，既提高优化流程效率，又降低人为失误导致的偏差. HyperMesh软件自身有一部分是采用Tcl/Tk开发的，其内部嵌入Tcl解释器，能够支持Tcl/Tk的相关程序，因此可以对其进行一些基于Tcl/Tk程序的二次开 发.Tcl是一种基于字符串的命令语言，由一个解释器定义和解析，无须编译，对每条语句顺序解释执行，语法和结构都非常简单，容易学习和掌握.Tk是图形工具包，可以创建一些基本图形组件，并通过这些组件触发相应命令函数并完成对应功
基于Hypermesh联合LS-DYNA的r小径木采伐机构动力 学分析 杨春梅;南超;马岩;任长清;刘烁 【摘要】介绍了一种新型履带式小径木择伐采伐机,采用SolidWorks软件对该机进行三维建模,并进行了各部件的结构设计,如推倒机构、切口铣削机构、横切机构等.基于有限元方法,利用Hypermesh联合LS-DYNA对综合采伐机的主要工作部件横切机构的双圆锯片及推倒机构进行了工作过程的动力学分析显示.结果表明,在双圆锯片转速为5000 r/min、进给速度为0.5 km/h的工况下,小径木最大等效应力发生在最先锯切处,其值为2.854 MPa;推倒机构弧形筋板接触应力的最大值为34.91 MPa,此时弹簧钢丝位移为58.1 mm.在此工况下可使小径木的倒向得到有效控制,符合该小径木综采机的工况需求. 【期刊名称】《林业机械与木工设备》 【年(卷),期】2018(046)007 【总页数】5页(P34-37,45) 【关键词】显示动力学;锯切;小径木;采伐机构 【作者】杨春梅;南超;马岩;任长清;刘烁 【作者单位】东北林业大学林业与木工机械工程技术中心,黑龙江哈尔滨150040;东北林业大学林业与木工机械工程技术中心,黑龙江哈尔滨150040;东北林业大学林业与木工机械工程技术中心,黑龙江哈尔滨150040;东北林业大学林业与木工机
械工程技术中心,黑龙江哈尔滨150040;东北林业大学林业与木工机械工程技术中心,黑龙江哈尔滨150040 【正文语种】中文 【中图分类】S776.33 近年来随着人们对森林资源的重视，人工林已成为我国最主要的工业木材来源，因此亟需根据人工林采伐形式研发出一种安全高效的小型履带式综合采伐设备[1-4]。小型履带式择伐综合采伐机作为一种全新的林业采伐装备，应具有稳定性好、作业安全性高等特点[5]。 为了能更有效地反映采伐机的锯切机理及各主要工作机构的联合作业效果[6-7]， 本文采用构建圆锯片锯切、推倒机构推倒小径木有限元模型的方法进行数值模拟，并对该过程进行动态仿真显示，以观察锯切过程并得到在该过程中各时刻的状态和推倒机构筋板在各阶段所受到的力、能量和位移变化等信息，为提高该类型采伐机的锯切质量及安全性提供理论依据。 1 采伐机的主要机构及工作原理 整机采用钢架焊接结构和零件铆钉连接。针对采伐机的工作环境大多为崎岖山路这一特点，采用了林间履带式多功能底盘以满足林间路面运输条件[8-11]。以柴油机配合蓄电池为动力，整机通过导向齿轮机构可实现前进、倒车及左右转向动作[12]，工作人员通过控制机架上的手柄即可控制采伐机各部件的动作。采伐机结构主视及俯视示意图如图1所示，整机由履带式行走机构、横切机构、集材箱、推倒机构、切口铣削机构、驻车钉机构组成。工作时需找准小径木位置，以采伐机前进速度为进给速度，木材与推倒机构的弧形筋板接触，筋板由弹簧钢丝拉动推头滑竿连接板控制其移动，给予木材相应的推力。为保证采伐木的倒向与采伐机行进方向相同，