Modelování kompozitů
Co jsou to kompozity a základy jejich mechaniky lze najít zde.V následující tabulce jsou uvedeny mechanické vlastnosti materiálu, který je použitý v ukázce. Dále poloměr zakřivení trubek a poloměry trubek, tloušťky dvou modelovaných vrstev a hodnota posuvu ve směru "\(x\)" zatížené strany.
| Geometrie | ||
|---|---|---|
| Poloměr zakřivení osy trubky | \(R\) | 0.5 m |
| Vnitřní poloměr trubky | \(r\) | 0.2 m |
| Tloušťka vnitřní vrstvy | \(t_2\) | 6 mm |
| Tloušťka vnější vrstvy | \(t_1\) | 4 mm |
| Materiál | ||
| Modul pružnosti v tahu ve směru vláken | \(E_{11}\) | 100 GPa |
| Modul pružnosti v tahu ve směru příčně na vlákna | \(E_{22}\) | 10 GPa |
| Poissonovo číslo v rovině kompozitu | \(\nu_{12}\) | 0.25 |
| Poissonovo číslo v rovině kolmé na rovinu kompozitu | \(\nu_{23}\) | 0.4 |
| Modul pružnosti ve smyku v rovině kompozitu | \(G_{12}\) | 5 GPa |
| Modul pružnosti ve smyku v rovině kolmé na rovinu kompozitu | \(G_{23}\) | 5 GPa |
| Zatížení | ||
| Posuv | \(u_x\) | 1 cm |
V obrázcích je vidět asi nejpodstatnější informace z této stránky a to, jakým způsobem se skládají vrstvy laminátu do elementu.
Obrázek 1: Směr tloušťky a způsob skládání vrstev do HEX prvku.
Obrázek 2: Směr tloušťky a způsob skládání vrstev do SHELL prvku. Modře jsou vybarveny vrchní plochy prvků a světle hnědou barvou jsou vybarveny spodní plochy prvků.
| Název | Jak to funguje? |
|---|---|
|
edge12 edge23 edge34 edge41 |
Orientace použitelná na čtyř uzlové "plošné" prvky, tedy například prvky pro rovinnou napjastost, skořepinové prvky atd. Zadaný úhel se počítá od hrany zadané v levém sloupci tabulky, tedy hrany mezi uzly s čísly udanými v názvu.
|
|
xy_plane zx_plane yz_plane |
Orientace (pro 2D prvky) se přidá rovnoběžně s udanou rovinou. |
|
xu_plane yu_plane zu_plane uu_plane |
Orientace (pro 2D prvky) se přidá rovnoběžně s udanou rovinou. Oproti předchozí možnosti lze zadat jednu (první tři možnosti) nebo obě roviny pomocí normály. Rovina, které lze zadat normálu je symbolicky označena písmenem "u". |
| coord_sys | Orientaci pro 2D i 3D prvky lze zadat pomocí definovaného souřadného systému. |
| curves | Orientaci lze zadat pomocí NURBS křivky. Orientace se zadá jako průmět normály této křivky do středu prvku. Prvek ovšem musí být správně postaven, třetí směr orientace je ve směru tloušťky prvku. (pozn. autora Tohle jsem já T. Kroupa konzultoval s vývojáři MSC.Marc, jestli to nelze udělat nějak lépe a zatím jsem neuspěl.) |
| 3d_aniso | Zadají se dva vektory definující první a druhý směr, třetí se dopočítá. Orientace je výhradně pro 3D prvky. |
| 3d_local |
Zadají se rotace kolem os lokálního souřadného systému prvků. Na obrázku je vidět lokální souřadný systém prvku. 
|
|
usersub2 usersub (staré) |
Využití subroutin pro zadání orientace. |
Animace 1: Modelování kompozitů - analýza ohnutých trubek pomocí různých typů prvků.
