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ANSYS Composite PrepPost 复合材料专用前/后处理工具

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时 间：

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目录

1 产品简介

2 功能特色

3 应用价值

4 用户案例

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ANSYS Composite PrepPost产品简介

ANSYS Composite PrepPost(ACP)

–ANSYS Composite PrepPost(ACP)是集成于ANSYS Workbench环境的全

新复合材料前/后处理模块，可以与ANSYS其它模块实现数据的无缝连

接。该模块在处理复合材料方面具有强大的功能。

ANSYS Workbench

SOLVER

ANSYS Mechanical

APDL

输出结果

文件后处理

提交ANSYS

求解

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ANSYS Composite PrepPost产品简介

由德国CADFEM公司开发：

–CADFEM是德国最大的CAE公司和

ANSYS软件供应商

–ACP在航空航天领域，以及各种

复合材料结构工程中得到广泛应用

ACP在航空航天以及各种复合材料

工程中得到了广泛应用

– 高效的建立复杂的复合材料结构模型

– 高效直观的界面来定义材料，铺层和叠层顺序

– 提供多种最新失效准则

– 很容易地定义复杂形状的纤维方向

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1 产品简介

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3 应用价值

4 用户案例

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ACP提供详细的复合材料-材料属性定义方式

Base information:

Engineering data and material limits

Fabrics

Laminates

Stackups

ANSYS Composite PrepPost功能特色

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直观的定义复合材料铺层信息：铺层顺序、铺层材料属性、铺

层厚度以及铺层方向角等，同时提供铺层截面信息的检查和校

对功能

针对复杂的、形状多变的结果，ACP提供了OES（Oriented

Element Set）功能，可以精确方便的解决复合材料铺层方向

角的问题。

ACP提供了丰富的复合材料失效准则

–失效模式无关的

–多项式失效模式

–失效模式相关的

ANSYS Composite PrepPost功能特色

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ACP具有强大的结果后处理，可以获得各种应力分析结果：如

层间应力、应力、应变、最危险的失效区域等等

ANSYS Composite PrepPost功能特色

模型的整体结果 失效准则结果显示

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ACP还提供了“Draping and flat-wrap”功能，针对分析结果

可以对复合材料进行“覆盖-展开”操作，这将非常有利于复

合材料的加工制造

ANSYS Composite PrepPost功能特色

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1 产品简介

2 功能特色

3 应用价值

4 用户案例

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ACP的应用领域和价值

ACP主要面向复合材料结构仿真分析

- 航空航天

- 汽车

- 住宅建设

- 体育器材

- …

Model Courtesy of CADFEM GmbH

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1 产品简介

2 功能特色

3 应用价值

4 用户案例

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应用案例1：碳纤维增强山地车

项目描述 – 德国开姆尼茨工业大学结构轻

量化研究所 – 需要分析山地车框架结构的应

力以及潜在的失效破坏形式，优化山地车的重量

项目挑战 – 碳纤维导向复杂 – 载荷施加非常困难

解决方案 – 使用ACP进行复合材料前后处理 – 使用Mechanical进行应力分析

与CAD协同，结构优化设计

客户评价 “和自行车工业中传统的试错-修

改的研发方法相比，采用ANSYS， 我们减少了物理样机的费用和时

间成本。”

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应用案例2：美洲杯快艇

项目描述 – 第33届美洲杯快艇模型 – 包括多个荷载工况下的船体的

铺层优化的研究，考虑层合材料宏观和组分级的属性，特别是船体的"三明治"结构材料的

每层的正交各向异性属性

项目挑战 – 碳纤维导向复杂 – 结构模型复杂

解决方案 – 使用ACP进行复合材料前后处理 – 使用Mechanical进行应力分析

与CAD协同，结构优化设计

客户评价 高度评价了Ansys Composite PrepPost，提到它在确定层合材料

独特的材料属性方面的帮助

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应用案例3：空客飞机板壳结构极限载荷分析 项目描述

– 商用飞机机身结构在极限载

荷下的非线性屈曲，可能发

生塑性失效

– 用仿真分析代替部分实验指

导设计

项目挑战

– 机身结构复杂，建模困难

– 材料类型多（金属板、多层

板、纤维增强金属复合板等）

解决方案

– APDL进行快速参数化建模

– 使用Mechanical板壳结构分

析、复合材料本构等

重要价值

– 与试验结果吻合，已成功应

用于设计

商用飞机上的板壳结构及其剪切/挤压屈曲失效实验

机身板壳结构模型（铆接、点焊、粘连结构）

变厚度板壳及其中心偏移

连接结构细节处理

不同载荷下的屈曲失效形态 分析结果（右）与实验测试（左）的对比

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