Modelowanie kompozytów warstwowych

Zadanie polega na przeprowadzeniu symulacji numerycznej deformacji kompozytu warstwowego. Analizowany materiał skała się z pięciu warstw, które nakładane są jedna na drugą pod różnymi kątami. Materiał pojedynczej warstwy jest ortotropowy.

Wymiary analizowanej części. Wymiary podane są w [mm].

Cześć modelowana jest jako płaska powłoka w trójwymiarowej przestrzeni. Do symulacji należy przyjąć następujący układ warstw:

Układ warstw dla analizowanej części.

Materiał

Materiał pojedynczej warstwy jest ortotropowy o stałych materiałowych zdefiniowanych zgodnie z poniższą tabelą.

Aby zdefinować taki materiał wybieramy "Mechanical->Elasticity->Elastic" i z listy "Type" wybieramy Engineering Constants. W odpowiednie komórki wpisujemy liczby z tabeli.

Tworzenie układu warstw i przypisanie sekcji
Aby utworzyć układ warstw komozytu musimy mięć wcześniej zdefiniowaną geometrię. Jeżeli tworzenie geometri powłoki zostało zakończone to w module Property klikamy Create Composite Layup.

Ustawienia poszczególnych wartsw kompozytu.

Każda warstwa ma grubość 1mm i jest obrócona względem osi $z$ o zadany kąt. UWAGA - jeżeli analizujemy układ warstwowy to nie musimy dodatkowo tworzyć sekcji i przypisywać ją do geometrii.

Analiza

statyczna krok Static General. Czas procesu równy 1 s.

Warunki brzegowe

Analizowana część pełni rolę łącznika. Na brzegu lewego otworu należy zablokować możliwość przemieszczania się. Do brzegu prawego otworu należy zadać przemieszenie powodujące przesuw w prawą stronę o wartość równą średnicy otworu.

Siatka MES

Siata MES ma wyglądać podobnie jak to zostało przestawione na rysunku poniżej. Domyślne ustawienia programu nie są odpowiednie do tego celu. Należy wykonać parę partycji części na podobszary aby ułatwić proces dyskretyzacji i zmienić używane do tego celu algorytmy.

Siatka MES dla analizowanej części składająca się z czterowęzłowych elementów.

Modyfikacje zadania

• wykonać pełny model 3D zadania. Dla materiału ortotropowego należy zdefiniować Material Orientation. Nie dzielić na warstwy bo w wersji studenckiej będzie zbyt dużo węzłów co uniemożliwi wykonanie symulacji.