【RADIOSS干货--大赛特辑】玻璃纤维织物预成型仿真

本文摘要（由AI生成）：

本文介绍了纤维材料预成型仿真模拟的重要性及挑战，并分享了湖南大学研究人员利用RADIOSS求解器进行的案例研究。该案例构建了有限元模型，对纤维织物预成型进行分析，仿真结果与实验数据基本一致。研究还发现，压边力对成型质量有显著影响，多层织物预成型需考虑铺层影响。文章强调织物预成型在后续工况计算中的重要性，并期待更多科研成果。该研究展示了中国在纤维材料预成型仿真模拟领域的创新和实力。

小汰在之前有给大家分享一个关于拉链的案例，记不记得？

不记得的请戳这里➡

拉链一般是安装在哪里呢？衣服上~

衣服是什么材料呢？纤维~

纤维材料科研领域的难题是什么？预成型仿真~

为什么说这些？只是想引出今天的主题~

纤维材料预成型仿真模拟是相关科研领域的难题。传统的均质化本构材料模型难以模拟织物内部纤维的相互作用，而建立真实的织物模型计算成本过于高昂。如何用RADIOSS解决这一难题？

小汰这次要介绍的案例是《纤维织物圆顶件预成型仿真分析》，来自湖南大学的曾帝，戴春莲，赵思琦，指导老师：莫富灏，肖志

背景介绍

区别于金属冲压成形的塑性流动机理，纤维织物增强体主要依靠纤维束的弯曲、经纬纤维束相互交织产生的剪切变形等完成复杂结构的冲压预成型。传统的均质化本构材料模型难以模拟织物内部纤维的相互作用，而建立真实的织物模型计算成本过于高昂。

基于RADIOSS求解器特有的材料本构模型以及功能强大的成型分析模块对织物进行预成型分析，可较为准确的预测制件的预成型效果，对不同结构件的织物选用设计有较好的指导意义，同时为后续结构件的强度分析提供准确的模型基础。

有限元模型

纤维材料参数 (MAT/LAW58)

工况

仿真结果

仿真结果与实验基本一致。

仿真结果与实验基本一致。

总结

➡ 0/90°以及±45°单层编织的仿真结果与试验表现出较好的一致性，模型的可靠性得到了充分验证。两种编织方式形成的剪切角分布较为明显的体现出织物初始的编织角度，这是由于织物的变形是由纤维束的变形引起，而纤维束沿其轴向承载能力强，径向的承载能力较弱，使得经纬纤维间产生较大剪切变形。

➡ 预成型过程中，织物所受的压边力也是影响其成型质量的重要因素。压边力由500kN减小到200kN后的纤维剪切角分布云图对比说明，压边力不足会引起纤维剪切角的增大，使得成型质量不稳定。

➡ 多层织物预成型时，由于纤维间的相互摩擦作用，单层不同的编织形式会对相邻的铺层产生影响。[(0,90)/(±45)]²铺层方式使得无论是0/90°层还是±45°层的剪切角分布都不同于其单层冲压时的结果。因此，考虑多层织物的预成型分析对于优化初始铺层方式有着较大的工程意义。

湖南大学的同学们模拟出了误差如此小的织物预成型，小汰由衷感慨：年轻人，前途不可限 量啊！

在后续的工况计算里，织物预成型的准确结果很有意义。当我们模拟某些组件时，只考虑它的形状是不够的，了解它的工艺、模拟出成型过程才能获得更完整的信息。做过预成型的组件会比没做过预成型的更接近实验值哦。

RADIOSS 2017新版本中增加了基于ply的铺层建模，让我们一起期待以此激发出更多的优秀科研成果~