【iSolver案例分享69】V型芯复合材料板受力分析

【iSolver案例分享69】V型芯复合材料板受力分析

1. 引言

iSolver为一个完全自主的面向工程应用的通用结构有限元软件，对标Nastran、 Ansys 、Abaqus设计和实现，具备结构有限元常用分析类型和单元、材料、载荷等基础算法组件，精度和Abaqus一致。以复合材料板受力分析为例，演示iSolver的分析流程，并将iSolver和Abaqus计算结果进行对比。

2. 案例背景

此案例为V型芯复合材料受力分析，V型芯复合材料板由于其独特的结构设计，能够有效分散载荷，提高复合材料的抗弯、抗剪和抗压能力，在保证强度和刚度的前提下，显著降低结构的重量。这对于航空航天、汽车、船舶等对重量敏感的领域尤为重要，可以减少能源消耗，提高运载效率。

3. 有限元模型介绍

复合材料板模型如下：

模型采用实体单元C3D8R划分，网格半径为0.75mm，网格数量为：144907。

复合材料板分为板材和V型芯，建模流程如下：

1）创建板材part

使用shape功能创建矩形平面，随后通过Extrude功能拉伸形成矩形体，网格半径0.75mm，网格数量：34860。

2）创建V型芯part

使用Node Manager功能创建单个V型芯面，随后通过Element Extrude功能拉伸形成单个V型芯体，再使用Element Translate(Copy)功能阵列若干V型芯体形成连续V型芯。网格半径0.75mm，网格数量：75187。

复合材料板中的板材采用钢材，杨氏模量为21000MPa，泊松比为0.25；V型芯为轻质弹性材料，杨氏模量为5.17MPa，泊松比为0.48。材料参数设置如下:

            

板材与V型芯之间接触面采用Tie约束。

下层板底部约束6个自由度，上层板材上表面施加方向向下，大小为8mm的位移。约束及约束施加设置如下：

分析步设置如下：

本案例将相同模型分别在isolver与Abaqus中进行计算并对比。

4. 结果分析

1）应力

iSolver计算结果：

Abaqus计算结果：

2）位移

iSolver计算结果：

Abaqus计算结果

3）应变

iSolver计算结果：

Abaqus计算结果

5. 结果对比如总表如下

由以上结果云图分析可知，iSolver和Abaqus两个求解器对同一模型分析的结果同一性较好，应力应变的最值发生位置一致，具体数值分析见下表。

	iSolver	Abaqus
应力	6.044e+02	6.044e+02
位移	8.097e+00	8.097e+00
应变	2.861e-02	2.861e-02