碳纤维三维织物

薄壁成形轻又强

面向3D编织复合材料薄壁圆柱体开发的新型多尺度建模方法，预测误差小于4%，计算成本仅需20分钟，可支撑此类结构的快速设计。

Yutong, Liu · 侯玉亮 · Sapanathan, Thaneshan · Renjie, Nie · 孟亮 · 许英杰

Thin-Walled Structures 2024

参数信息

预测误差

<4 %

宏观建模时间

0.33 h

技术优势

仿真速度快

宏观建模仅需0.33小时，显著低于传统方法，支持快速迭代设计。

预测误差小

轴向压缩预测误差小于4%，与实验测量结果良好吻合。

损伤模式明确

实验和数值结果均表明，基体开裂是薄壁圆柱体在轴向压缩下的主要损伤模式。

加筋方案优选

通过数值模拟对比四种加筋设计，方格式加筋在轴向压缩下承载能力提升最高，而X型加筋在内压、扭转及组合载荷下表现更优。

应用场景

• 三维编织复合材料结构：用于复杂编织结构的多尺度建模，准确预测力学性能。
• 薄壁圆柱结构设计：快速评估薄壁圆柱体在不同载荷下的响应，指导结构设计。
• 结构加筋优化：通过数值模拟对比不同加筋方案的承载能力，优化加筋布局。
• 航空航天轻量化部件：在保证精度的前提下快速评估轻量化部件的力学性能。
• 复合材料快速仿真：利用高效多尺度方法在20分钟内完成宏观仿真，支持快速迭代。