Abaqus-纤维缠绕模拟

    纤维缠绕成型是树脂基复合材料的主要制造工艺之一，是在控制张力和预定线型的条件下，将连续的纤维粗纱或布带浸渍树脂胶液、连续地缠绕在相应于制品内腔尺寸的芯模或内衬上，然后在室温或加热条件下使之固化制成一定形状制品的方法。如今复合材料缠绕工艺已光应用于军民产品，成为成熟的制作工艺。

  今天给家演示一个纤维缠绕的模拟案例。如图一所示，模型由两个构件组成，一个芯轴，一个线体纤维。芯轴转动将纤维卷绕在轴表面，而纤维通常会受一个拉力。那么如何对这个过程进行模拟呢？

        首先创建这两个部件，芯轴作为刚体，建立参考点。纤维作为Truss单元。创建纤维弹性材料，赋予截面属性。创建分析步，可以只建立一个分析步，那么在此分析步需设置纤维末端恒定拉力，纤维一端与芯轴绑定。然后芯轴转动，并横向移动。此外，需设置纤维与轴表面的接触，选择芯轴表面作为主面，从面设为Node，选择纤维。指定边界条件，芯轴参考点需要两个自由度，分别是绕Z轴转动和Z向移动。指定转动角速度和移动速度（或者位移），纤维末端施加一集中力。划分网格注意纤维需采用Truss单元，进行计算。

计算结果如图所示，纤维在拉伸张力和芯轴卷绕作用下，一圈一圈的缠绕在芯轴表面，如图所示。大家学会了吗？