(整理)复合材料设计与分析软件的介绍.pdfVIP

乐民之乐者，民亦乐其乐；忧民之忧者，民亦忧其忧。——《孟子》

复合材料设计与分析软件的介绍

1引言

复合材料以其高强轻质、性能各向异性和结构可设计性等特点，广泛应用于航空航天、汽车、船舶等领域。但

复合材料铺层结构设计较为复杂，性能分散性大，这些问题和缺陷使复合材料的进一步推广应用遇到了阻碍。为

解决上述问题，多种复合材料设计、分析软件被开发、运用于复合材料的设计和制造中，大大的方便了复合材料

的分析、设计过程，本文介绍LarrunateTools、ESAComp、SYSPLY、FiberSIM四种软件的主要优越性及其在

复合材料分析、设计过程中所发挥的作用。

2LaminateTools软件(简称LT)

LaminateTools是由英国Anaglyph软件公司推出的独具特色的一教软件，它集复合材料结构设计、分析和制

造于一身，LaminateTools由显示、设计、分析、检查以及制造工艺5个功能模块组成，分别涵盖了三维模型可

视化显示、材料铺层等信息建立与编辑、层合板性能生成、商业化有限元软件结果可视化检查以及制造工艺信息

及下料图形的输出。

LaminateTools主要功能：

2.1显示模块

显示模块的界面如图1所示。

图1显示模块界面

LaminateTools可以读取包括：行业标准*.Layup文件，NASTRAN的*.nas、*.bdf及*.fem等输入文件，Ansys

的*.cdb文件，FiberSIM的*.fml数据文件，以及CAD的STL格式文件；以多种模式和多视角显示模型网格，有

透视图、剪切视图、拾取视图、印刷视图等；LarrunateTools的显示模块能够显示材料特征，覆盖和量化使用方

法；显示单层覆盖、纤维取向、铺覆图案、平面样板图、边界、材料、物理和铺覆特征和源于每层的铺层；显示

偏移定义；显示厚度分布；显示每个有限元层合特性细节。

乐民之乐者，民亦乐其乐；忧民之忧者，民亦忧其忧。——《孟子》

2.2设计模块

LaminateTools的设计模块能够创建和修改材料、单层、偏置和铺层，处理结构中所有与复合材料相关的问

题；并可使用子层，以隔开结构部件；铺覆选择，包括开口、同一单层中不同部分铺覆顺序、织物尺寸限制和种

子曲线限制等，以跟随特定结构特征。

2.3检查模块

该模块能提供快速和便捷的有限元分析结果后处理。读取ANSYS结果文件（*.rst）进行后处理；在不需要有

限元重新求解的前提下对整个铺层结构进行小的修正和交互显示重分配层的应力和失效计算；通过逐层的单元厚

度、输出应力和失效指数等的曲线，清楚标识出重要应力分量和问题点；输出原始全局层的任意结果曲线，让载

荷路径显得清晰和正确的解释优化策略；检查模块能够使设计师立即领会任何工况（或多工况）对层合复合材料

结构的影响，能够快速圈定危险点范围，识别问题，快速评估校正方法，并且采取正确行动，如图2所示。

图2过载区域检查

2.4分析模块

分析模块可以写入包括所有层合板信息的NASTRAN或者ANSYS格式的输入文件，也即转换铺层信息到有限

元特性，为分析做准备。基于设计模块创建的铺层信息，或者从*.Layup文件直接读取，或者通过FiberSIM的文

件（设计模块）导入，创建层合板特性数据进行有限元分析。

2.5制造模块

该模块主要功能包括：导出到模具表面以用于CAD；处理多种已