复合材料设计分析软件汇总（一）

复合材料产品的卓越性能需要通过精心设计与分析来实现，而设计分析最终是离不开各类软件的。今天汇总一下复合材料设计、分析相关的商业软件。

（1）LAP （Laminate Analysis Program）

LAP是世界上第一个在PC上提供复合材料层压板分析的商业软件应用程序，LAP因其有好的用户界面和强大的功能，使其在复合材料界地位颇高，目前有30多个国家的设计师和研究人员在使用该软件。空客公司在21世纪初选择了革命性的3.0F版本作为其多个项目的标准复合材料层压板分析工具。

 

（2）ESAComp

ESAComp软件是欧洲空间局主导开发的复合材料专业设计软件，它整合了欧洲空间局内部各个协作单位在复合材料研发方面的成果。并把欧洲常用的复合材料数据收纳到一个数据库中，并且全球的客户可以很方便地扩充这个数据库。ESAComp具有基于细观力学分析的层压板/夹层板的设计分析能力，而且它包含了针对层压板板、加筋板、梁和柱体以及胶接和机械连接等各种复合材料结构形式、连接形式的分析工具。同时该软件具有同目前广泛使用的各种有限元软件包的交互接口，从而使ESAComp同设计过程实现了无缝结合。目前支持此项功能的有限元软件有：ABQUS，ANSYS，I-DEAS，MSC.Nastran，NISA。对MSC.Nastran和ANSYS程序，ESAComp还开发出了升级的交互式界面，这样使其成为以上软件后处理能力的一个必要的组成部分。

 

 

（3）ComPoLyX

ComPoLyX 原本是瑞士一家叫 EVOLUTIONARY 工程公司开发的针对一级方程式 (F1)竞赛和美洲杯帆船赛设计项目的内部工具，现被整合到 ESAComp  软体中作为一个附加工具模组，主要作用是增强了 ESAComp 的复合材料失效分析功能。 

ESAComp 其实本身也有失效分析功能，但 ComPolyX 在这方面更专业功能更强大。两者可以双向进行资料交换，具体的说就是，ComPolyX 可以读取 ESAComp 的材料资料库，进行高级的失效分析，ESAComp 也可以根据 ComPolyX 的失效分析结果进 行修正和设计。ComPolyX 可以根据多种失效判据，计算复合材料结构各处的 IRFs，然后以图形化的方式显示各处最大的 IRF 值及响应的失效判据。

主要特征：

• 包含多种失效判据，如Maximum strain、Maximum stress 、Tsai-Wu (2D and 3D) 、Tsai-Hill (2D and 3D) 、Hashin (2D and 3D) 、Puck (simplified, 2D, 3D) 、Core shear (sandwich) 、Face sheet wrinkling (sandwich)等。
  

• 可直观显示失效模式及损伤因子以及层压板的单层应力应变

• 可以评估层间法向应力

• 具备与标准 FEA 软件（ABAQUS，ANSYS NASTRAN）的快速接口

• 具有可处理大型模型的强大图形用户界面

• 带有 OpenGL 可视化功能和模型树 

• 支持Python 脚本开发

 

（1） CoDA（Component Design Analysis）

 

CODA由英国国家物理实验室材料测量和技术中心复合材料科研发。它以贸易和工业部资助的几年研究为基础，并经过了实验验证。CoDA是一个 Windows 软件应用程序，主要用于面板、接头、法兰和复合材料层压板的初期工程设计，还支持复合材料属性的等效计算。该软件同样也被Altair收购，可通过下方链接下载试用。

https://www.altair.com.cn/coda/

（2）ESAComp ：同上

（3）DIGIMAT

Digimat是一款专注于多尺度复合材料非线性本构预测和材料建模的商用软件包，能够将复合材料的非线性本构关系和制造工艺过程引入到复合材料结构的有限元仿真分析中，帮助工程师评估不同类型的复合材料和制造工艺对性能的影响，从而支持复合材料的设计和优化工作。使用Digimat可以帮助工程师快速选择出最佳的复合材料结构方案，并可以通过虚拟试验方法评估复合材料结构的性能表现，减少物理试验次数。因此，在复合材料结构设计研发过程中，使用Digimat软件能够帮助客户节约一定的时间和金钱成本，达到降本增效的目的。

Digimat使工程师能够对复合材料进行微观和宏观分析，预测其性能并计算其机械，热和电性能， 也可以建模多种复合材料，包括由热塑性和热固性聚合物以及弹性体制成的复合材料。

Digimat复合材料建模技术依靠细观力学方法来准确预测多相材料的行为。提供了优化的解决方 案，弥补制造工艺、材料设计和结构有限元分析之间的差距。

Digimat模块：

• Digimat-MF：基于平均场方法的多相材料非线性本构快速预报工具。

• Digimat-FE：基于代表性体积单元（RVE ）随机几何建模和有限元求解，精确预报复合材料的 非线性行为。

• Digimat-MX：材料模型库，包含材料供应商提供的上百种牌号的复合材料模型和实验曲线。

• Digimat-CAE ：Digimat与主流工艺和结构有限元软件间的接口。

• Digimat-MAP：Digimat 2D/3D网格映射工具，可将工艺软件计算得到信息映射到结构有限元模 型上。

• Digimat-HC：蜂窝夹层板虚拟试验解决方案。

• Digimat-RP：改性塑料结构分析整体解决方案，能够快速实现从工艺仿真到有限元计算的整个 过程。

• Digimat-VA：复合材料许用值虚拟实验平台。

• Digimat-AM：仿真非金属增材制造工艺过程的工具包。

（4）Autodesk® Helius Composite

Autodesk®Helius Composite代表了纤维增强复合材料、层压板结构新一代设计和分析软件。Helius Composite提供了简单的图形用户界面，用户可以快速、轻松地访问基于经典层压板理论（CLT）和微观力学的多种复合材料分析工具。其庞大的复合分析工具库弥补了工程手工计算和全尺寸有限元分析之间的差距。为分析师和设计师提供了关于复合材料和层压材料性能的即时可用的详细信息。

Helius Composite可为层压板、夹层板、层压管和层压梁的弯曲、振动和屈曲提供快速、准确的解决方案。此外，它还可以计算大量层压板基本响应数据，如层压板刚度和柔度矩阵、等效工程常数、层压板中性面应变和曲率、层压板应力、层压板应变、层压板强度、渐进失效响应、失效包络线等。在铺层层面上，可以根据纤维和基体材料的已知常数，使用Helius Composite的微观力学模块预测复合材料的响应。

Helius Composite提供了单向板、纤维和基体材料数据库，用户也可以将新的复合材料、组分材料和层压板性能添加到材料数据库中。

该软件自2022年4月后已停止更新。