碳纤维圆管压溃失效重现
1、圆管尺寸
《碳纤维增强环氧树脂基复合材料圆管轴向压溃分层失效仿真》中所用试件高度 L=80 mm，内径 D=38.2 mm，厚度 t=1.7 mm，圆管试件轴线与纤维方向夹角θ=0°。为确保试验中圆管从一端发生渐进破坏，圆管端部设置了 45°倒角。
2、网格划分
本次采用hypermesh作为ls-dyna的前处理软件，采用用四节点壳单元对模型进行网格划分，碳纤维复合材料圆管网格尺寸为 5 mm×5 mm。最开始用两层壳单元对碳纤维材料进行模拟，如下图所示：
靠外一层的component命名为tube1，以红色表示。靠内一层的component命名为tube2，以蓝色表示。外层半径为40mm，高度为78.3mm；内层半径为38.2mm，高度为80mm，用于模拟试件的45度倒角。
如下图建立挤压板与实验平台。挤压板中心设定坐标为（0，0，80.5），实验平台中心设定坐标为（0，0，-0.5），网格尺寸为 20 mm×20 mm。
3、材料设定
圆管所用材料选用Mat24，根据《碳纤维增强环氧树脂基复合材料圆管轴向压溃分层失效仿真》所给出的数据。材料密度设置为1.53g/cm3，弹性模量设置为171.42GPa ，泊松比 设置为0.32，屈服强度设置为1 200.1MPa，切变模量设置为5.29GPa 。如下图所示：
挤压面设定材料为刚性材料Mat20，材料密度设置为,7.83g/cm3，弹性模量设置为210GPa ，泊松比设置为0.3。如下图所示：
由于圆管和挤压面全部选用的都是壳单元，因此在设定材料之外还应设置单元属性。由上文给出的数据设定单元类型为shell，其厚度为0.9mm。如下图所示：
4、载荷设定
首先于上方工具栏的XYpolt内绘制“时间-载荷”的曲线图，如下图所示：
然后在force内设定受力方向为Z轴负方向，载入曲线。
再其次施加约束，对施压板施加除Z轴平动方向外的所有约束，对实验平台施加所有约束。
最后由于压溃时间一般极短，还需对上盖板施加一个初始速度。
此处设置的初始速度为-10mm/s,方向沿Z轴向下。
5、接触施加
此处施加的接触种类为surfacetosurface，设置摩擦力系数为0.5 。
首先施加的接触为挤压板与试件之间的接触：master和slave如下图所示：
然后是实验平台与试件之间的接触：
一般的试件压溃施加这两个接触即宣告完成，但是用壳单元模拟碳纤维圆管则不同，仍需再施加约束：（失误视频如C001.avi所示）
最后仍施加两层壳单元之间的接触，使其不可相互穿透：
6、卡片添加
其中，控制运算时间的termination中，总时长设定为0.02s。
然后，控制时间步长的timestep选用默认值：
最后，控制输出动画步数的d3plot设置为5*10^-4s一张动画。
7、模拟结果
两层壳单元的碳纤维圆管的模拟结果如视频C002所示。
模拟表明，圆管的压溃是一个极其快速的过程，在0.02s以内就会迅速地屈曲。
hypermesh 碳纤维圆管压溃 - 图文
