Abaqus计算复合材料铺层的A,B,D矩阵以及等效拉伸与弯曲模量【/插件】_免费下载

Abaqus/CAE 插件：计算复合材料铺层的 A、B、D 矩阵以及等效拉伸与弯曲模量

资料集 / 应用领域：SIMULIA Abaqus 统一有限元分析套件 / SIMULIA Abaqus 统一有限元分析套件

产品：SIMULIA Abaqus/CAE

部署平台：本地部署

问题

我的模型中已经定义了复合材料层合铺层，我希望 Abaqus/CAE 输出层合板 A、B、D 刚度矩阵，该操作是否可以实现？

解答

（以下内容适用于 Abaqus 6.9 及更高版本。）

Abaqus/CAE 本身不直接计算 A、B、D 矩阵。本文附件提供一款扩展 Abaqus/CAE 功能的插件工具，无需从分析数据文件中解析壳刚度矩阵。

安装与使用

Abaqus/CAE 原生插件随 Abaqus/CAE 安装包一并提供。外部插件（Abaqus/CAE 安装完成后再安装的插件）**不可放置于 Abaqus/CAE 的安装目录内部**。安装该插件，请将附件压缩包保存至以下任一目录：

`home_dir\abaqus_plugins`

`current_dir\abaqus_plugins`

其中`home_dir`为用户主目录，`current_dir`为当前工作目录。

也可使用插件目录`plugin_dir`；该目录由环境变量`plugin_central_dir`指定。该参数用于定义存放插件的指定目录。若该目录挂载在站点全部用户均可访问的文件系统上，通常可作为供所有站点用户访问的公共存储位置。`plugin_central_dir`可在`abaqus_v6.env`环境文件或 Abaqus 求解器的`custom_v6.env`文件中进行定义。示例：

`plugin_central_dir = '\\\\fileServer\\share\\AbaqusPlugins'`

Windows 平台：右键压缩包文件，选择 WinZip → 在此解压。

Linux 平台：在命令行输入 `unzip abdMatrix.zip`。

解压后将得到文件夹`abq_AbdMatrix`与文件`abdMatrix_plugin.py`。

注意：若未按上述流程操作，插件将无法正常工作。

使用方法

该工具的工作方式为：选中已经定义复合材料铺层的区域，输出 A、B、D 矩阵。

注意：要使插件正常运行，必须预先建立包含该复合材料铺层对应表面或实体体积的几何集合。例如，若使用常规壳单元，启动插件前必须创建一个集合，该集合包含用于划分壳网格的表面。

插件仅可在属性模块启动。依次选择【插件 (Plug‑ins)】→【工具 (Tools)】→【计算 ABD 矩阵 (Calculate ABD Matrix...)】，调出对应对话框。

在【类型 (Type)】处选择【铺层 (Lay‑up)】或者【面板 (Face sheets)】。选择【铺层 (Lay‑up)】将计算整套复合材料的刚度矩阵。选择【面板 (Face sheets)】用于夹层类结构；在视口中选中区域后，工具会弹出新对话框，列出该区域识别到的各个铺层。用户需要指定一个铺层作为 “芯层” 并点击【确定】。工具将执行两次运算：一次计算芯层上方铺层的矩阵，一次计算芯层下方铺层的矩阵。

点击【选择 (Select)】，选取铺层或者面板对应的面或区域。在视口中完成选取后，工具自动计算 A、B、D 矩阵，计算结果同时输出在【结果区 (Results area)】与命令行接口（CLI）。

输出

下方为结果区输出示例：

输出内容顶部列出选中区域的铺层顺序；结果中部输出 4 个 3×3 矩阵（A 矩阵、B 矩阵、B 的转置矩阵 BT、D 矩阵）。如果层合板铺层顺序为对称铺层，工具还会输出等效拉伸模量与等效弯曲模量，方便用户查阅。

注意事项

1. 针对铺层定义，插件会读取全部铺层，无论铺层处于启用或关闭状态，也不会考虑用户选定的截面。

2. 复合材料铺层定义优先级高于截面指派。

3. 如果对同一区域多次指派铺层或者截面，插件将读取最后一次指派的设置。

4. 支持的偏移选项：顶面 (TOP)、底面 (BOTTOM)、中面 (MIDDLE) 以及自定义指定偏移；不支持分布 (Distribution) 与来自几何 (FROM GEOMETRY)。

版本修订记录

2010‑09‑02 发布版本 1.1‑1

2012‑11‑19 修复复合材料铺层角度相关程序缺陷

2016‑03‑15 发布版本 1.2‑1（增加各向异性、正交异性材料属性支持）

2016‑05‑05 发布版本 1.2‑2（修复视口拾取零件相关缺陷）

2017‑01‑16 发布版本 1.2‑3（等效属性计算逻辑通用化，旧版本仅假设对称均衡铺层）

2022‑04‑15 更新修正，完善等效模量输出

免责声明

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