复合材料与我们的关系

复合材料由两种或多种材料制成。一种是将所有东西粘合在一起的粘合材料。其他的是更强的材料，如编织纤维。与传统的均质材料如金属相比，复合材料具有许多优点:它们具有更高的强度重量比，这在飞机设计中对于节约燃料成本是理想的，它们具有更好的耐腐蚀性和耐久性。工程师也更容易定制和优化它们。

复合材料广泛应用于航空航天、汽车、建筑、体育和风能等行业。按重量计算，波音787和空客350等商用飞机的复合材料含量超过50%。复合材料在f1赛车和美洲杯等流行运动中也发挥着重要作用。

模拟仿真怎样在复合材料发挥其独特作用？

我们可以通过仿真技术以较少的物理测试理解复合材料的行为，这是因为我们可以创建具有详细微观结构的复合材料的有限元模型。通过这些模型进行模拟，我们可以预测局部构件失效、分层和其他难以在物理测试中测量的小规模行为。

在更广泛的范围内，我们可以通过结合仿真技术和有效的多尺度建模来深入研究制造过程对最终产品质量的影响。例如，对于注射成型的热塑性塑料零件，我们可以在注射过程中模拟纤维的流动。通过将预测的纤维取向纳入材料模型中，并借助结构模拟检测部件在负载下的最薄弱位置，我们可以更好地理解和控制制造过程中的关键因素，从而提高产品质量。

模拟仿真还可以用于计算固化过程中的残余应变和应力，并预测由此产生的翘曲。对于飞机机翼等大型结构中使用的复合材料层压板，我们也可以使用模拟来设计铺层顺序和方向?？梢酝üＤ獠煌脑睾商跫雌拦栏蒙杓疲⑶易钪盏挠呕杓瓶梢灾苯佑糜谥圃?。

复合材料广泛用于制造可压碎结构，这类结构在受到冲击时能够大量吸收能量。传统的失效机理很难描述这种压碎响应的机理。Abaqus软件拓展了 Abaqus/Explicit 求解器的计算能力，它能够有效地模拟结构前缘受冲击部位的挤压区域。

Abaqus 的计算结果包括——

l能量吸收量

l峰值加速度，平均加速度

l完全压碎材料的量

l遭受其他破坏形式的区域

l损伤过程

随着复合材料在世界材料市场上占据重要地位，各行各业对复合材料的需求也日益增多，为了更好地了解和合理运用复合材料，仿真工具的加入无疑提供了一种有效的手段。这些仿真工具可以帮助工程师和设计师在产品设计和开发初期就对复合材料的性能进行预测和评估。通过仿真工具，工程师和设计师可以快速地进行材料的选择、优化和验证，从而降低成本、缩短开发周期和提高产品的质量。