结构力学仿真软件：Strand7：复合材料结构分析与Strand7应用.pdf

结构力学仿真软件：Strand7：复合材料结构分析与Strand7

应用

1绪论

1.1Strand7软件简介

Strand7是一款功能强大的结构力学仿真软件，广泛应用于航空航天、汽车、

建筑和复合材料结构分析等领域。它提供了全面的分析工具，包括线性、非线

性、动态、热力学和疲劳分析，能够处理复杂的工程问题。Strand7的用户界面

友好，支持多种网格生成和后处理功能，使得工程师能够高效地进行结构设计

和优化。

1.2复合材料结构分析的重要性

复合材料因其轻质、高强度和高刚度的特性，在现代工程设计中占据重要

地位。然而，复合材料的结构分析比传统金属材料更为复杂，因为其性能在不

同方向上可能有很大差异。Strand7通过其先进的复合材料模块，能够精确模拟

复合材料的层合板结构，考虑材料的各向异性，进行应力、应变和损伤分析，

帮助工程师预测复合材料结构在实际载荷下的行为，确保设计的安全性和可靠

性。

2示例：复合材料层合板的线性静态分析

2.1目标

本示例将演示如何使用Strand7进行复合材料层合板的线性静态分析，以

评估在特定载荷作用下结构的应力和应变分布。

2.2数据准备

假设我们有一个由四层不同复合材料组成的层合板，每层厚度为0.5mm，

尺寸为100mmx100mm。层合板的材料属性如下：

层1：E1=120GPa,E2=10GPa,ν12=0.3,G12=5GPa

层2：E1=130GPa,E2=12GPa,ν12=0.25,G12=6GPa

层3：E1=140GPa,E2=14GPa,ν12=0.2,G12=7GPa

层4：E1=150GPa,E2=16GPa,ν12=0.15,G12=8GPa

层合板的铺层顺序为0°,90°,0°,90°。

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2.3操作步骤

1.创建模型：在Strand7中，首先创建一个100mmx100mm的矩形，

然后根据每层的厚度分割成四层。

2.定义材料属性：为每一层定义上述的材料属性，包括弹性模量、

泊松比和剪切模量。

3.设置边界条件：假设层合板的一边固定，另一边施加100N的垂

直载荷。

4.运行分析：选择线性静态分析，运行模型。

5.结果查看：分析完成后，查看层合板的应力和应变分布。

2.4代码示例

在Strand7中，操作主要通过图形界面进行，但为了演示，我们将使用伪

代码来模拟这一过程：

//创建模型

CreateRectangle(100,100)

SplitLayers(4,0.5)

//定义材料属性

DefineMaterial(Layer1,120e9,10e9,0.3,5e9)

DefineMaterial(Layer2,130e9,12e9,0.25,6e9)

DefineMaterial(Layer3,140e9,14e9,0.2,7e9)

DefineMaterial(Layer4,150e9,16e9,0.15,8e9)

//设置边界条件

ApplyBoundaryCondition(Fixed,Edge1)

ApplyLoad(100N,Edge2,Vertical)

//运行分析

RunAnalysis(LinearStatic)

//查看结果

ViewResults(Stress,Strain)

2.4.1说明

CreateRectangle和SplitLayers函数用于创建模型并根据层厚进行

分割。

DefineMaterial函数用于定义每一层的材料属性，包括弹性模量、

泊松比和剪切模量。

ApplyBoundaryCondition和ApplyLoad函数用于设置边界条件和载

荷。

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RunAnalysis