[极简分析] Abaqus纤维增强绕指柔

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概述

组件加固是许多领域的工程研究方向，增强组件研究点有强度增加、成本降低、重量减轻、耐久性增加等。本文介绍卷绕纤维增强组件的工艺过程，并使用Simulia Abaqus有限元软件了解工艺过程中涉及的变量。

一般不会对离散纤维进行建模，而只是对宏观材料属性进行定义，在Abaqus中定义可以模拟具有给定方向的纤维增强材料的正交各向异性材料也相对简单。但有时可能更有兴趣关注增强工艺，需花更多时间模拟实际纤维，即必须对纤维进行物理建模。

通常，卷绕纤维增强组件的工艺过程是通过纤维支架的轴向运动和心轴的旋转的组合，将浸渍纤维在组件周围滚动，如果想要建立这样的纤维模型，但需复杂的CAD绘图技能。另一种建模方案是模拟实际的卷绕过程，即模拟纤维在组件上的卷绕，初始几何形状将更加简单，只需要一个心轴（管状）和纤维，在这种情况下可以是长扁线，图1，通过模拟此工艺过程，能够获得期望的各向异性的玻纤增强模型。