易春峰 ，王 坤 ，潘 云 ，陈 飞

剑麻纤维强化复合材料计算机仿真研究方法的探索

易春峰1a，王 坤2，潘 云1b，陈 飞1a

(1.中南林业科技大学 a.机电工程学院,b. 交通运输与物流学院, 湖南 长沙 410004；2. 锡根大学，德国 锡根 57068)

提出了一种利用当前主流有限元分析系统ANSYS进行复合材料纤维强化规律仿真研究的方法，借助有限元分析平台对纤维强化的复合材料试件的受力变形过程进行数值模拟，得出不同的纤维强化情况与虚拟试件刚度的相互关系，通过比较计算仿真研究数据与实际实验数据，证明提出的计算机仿真研究方法在复合材料强化规律的研究中是可行的，可以为实际实验指明方向，降低试验和新材料研发的成本。

复合材料；纤维强化；数值模拟；虚拟实验；规律；有限元分析

复合材料纤维强化的形式千变万化，强化后所形成的复合材料的力学性能也各不相同。为了开发新型的纤维强化复合材料，人们必须作大量的试验。传统的方法是先做出不同配方下的大量试件，同一组配方下亦要作出足够多的试件，目的是用统计规律来消除个别试件的特殊性对实验结果的不良影响[1]。这种传统的方法，试验工作量大、工作周期长、成本高，已经与迅猛增长的新材料需求不相适应。随着计算机仿真技术特别是有限元分析方法的日益成熟，完全可以用虚拟试验的方法来研究新的纤维强化复合材料，通过计算机在有限元系统下模拟各种新配方纤维强化复合材料的受力变形过程，达到基本了解该配方的材料特性[2]，对于缩小实际试验的范围，降低试验成本，缩短新材料开发周期具有积极意义。……