WovenCell
介绍
Composite_WovenCell用来计算复合材料编织元胞的等效材料力学性能。
原理
首先需要在TexGen$^{[1]}$中生成对应编织结构的几何元胞。
导出来vtu格式，该文件记录了节点、单元、纱线和树脂属性、纤维方向等信息。利用Composite_WovenCell可读取相关信息，并生成对应的ANSYS网格。
对不胞施加边界条件如下所示,其中一个边界施加位移边界，其他边界施加对称边界条件，即可求解等效的材料属性。
类结构
输入 input：
- Matrix : 基底材料属性
- Fiber : 纤维材料属性
- Dimension: 元胞尺寸
- FileName : 文件名
参数 params:
- Name : 名称
- Vf : 纱线纤维填充率
输出 output :
- YarnVolumeRatio : 纱线体积率
- Property : 计算得到的材料属性
- Orientation ：纤维方向
- SurfaceDistance : 纱线和表面距离
- Location ：网格位置
- YarnIndex ：纱线标识
- SolidMesh ： 实体网格
- Assembly : 网格装配体
- Yarn : 纱线材料属性 (MT法估算)
案例
WovenCell demo1 (Flag=1)
对于一个2D编织结构，其元胞如下所示：
在TexGen中生成对应的参数(以下单位均为mm)：
| af | aw | hf | hw | gf | gw |
|---|---|---|---|---|---|
| 1.03 | 1.03 | 0.08 | 0.08 | 0.22 | 0.22 |
材料为T300/Epoxy，求解其对应的等效力学参数
S=RMaterial('Composite');
mat=GetMat(S,[32,2]');
inputStruct.FileName='Weave1';
inputStruct.Dimension=[50,50,20];
inputStruct.Fiber=mat{1,1};
inputStruct.Matrix=mat{2,1};
paramsStruct.Vf=0.77;
W= method.Composite.WovenCell(paramsStruct, inputStruct);
W=W.solve();
Plot3D(W,'Matrix',0,'SurfaceDistance',1);
W=CalProperties(W);
disp(W.output.Property)
建立的网格如下所示：
 |  |
Name: ‘Weave1’
E1: 5.5151e+04
E2: 5.7207e+04
E3: 1.1172e+04
G12: 4.1842e+03
G13: 2.8477e+03
G23: 2.8498e+03
v12: 0.0974
v13: 0.4571
v23: 0.4596
参考文献
[1] https://sourceforge.net/projects/texgen/
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