複合材の定義

複合材シェルモデルの定義。

複合材シェルモデルは、HyperMeshにおいて一般に次の2つの方法で定義されます。

プライベースモデル

プライベースのモデリングエンティティ。

プライ

プライは以下の方法で作成できます：
  • 複合材ブラウザから手動作成
  • Aerospace Composite Absorbツールを使用したゾーンベースモデルからの変換
  • スプレッドシートからのインポート
  • CATIA や FiberSimなどの外部複合データからインポートします。

詳細については、Pliesをご参照ください。

一方向

一方向プライは、プライエンティティを使用して層ごとにモデリングする必要があります。割り当てられる材料は、プライレベルで均質化されたプロパティを示します。

織り

シェル要素で織りプライをモデリングする方法はいくつかあります。選択する際は、均質化の規模を考慮します。一般的な2つの例を示します：
均質化の規模 Comment
縦糸方向と横糸方向の引張りのマトリックスの均質化 ドレープでは非現実的 - θ=90°から逸脱すると新たな異方性材料となる。

プライレベルの繊維とマトリックス方向の結果との区別がつかない。
マトリックスと一方向のみの引張りの均質化 ½ Tの単一プライ2つとしてモデリングされた織物。

θが変わっても同じ材料。

HyperMeshでは、外部複合材データから織りプライをインポートした場合、この方法を使用。
次の図は、織りプライ材料の均質化を示しています。


図 1.

Laminates

一般的に、物理パートごとに1つのプライ積層材または境界積層材が定義されます。プライ積層材は、複合材パネル、およびT接合や他の複雑なジオメトリのない平板に使用されます。境界積層材は、通常T接合を含む複雑なパート（I型ビームなど）をモデリングするため、サブ積層材とともに使用されます。

詳細については、ラミネートエンティティを参照してください。

プライベースプロパティ

プライベースモデルのプロパティは、テンプレートとして使用されます。コンポーネント / 要素に割り当てられるプロパティの属性（オフセット、非構造質量など）は、HyperMeshによって最終的なゾーンベースのプロパティが生成されるときに使用されます。ソルバーがOptiStructまたはRadiossの場合、この定義は形式化され、PLYおよびSTACK（積層材）カードによって各ゾーンの層が定義され、プロパティによってソルバー固有の追加属性が定義されます。

ソルバー固有の注意点：
  • OptiStructとRadiossでは、プライベースのプロパティを割り当てる必要があります。これには、オフセットなどの一般的なソルバー固有のプロパティ情報が含まれますが、複合材積層はプライおよび積層材ごとに管理されます。
  • その他のソルバーでは、標準のゾーンベースの複合材プロパティを、積層材のプライに含まれる要素に割り当てる必要があります。どの特定ソルバーの属性も、このプロパティに設定する必要があります。一般的なゾーンベースの積層データは、プライベースのモデルで保持されるため、入力する必要はありません。積層材のリアライゼーション時には、ゾーンベースのソルバープロパティが自動的に生成されます。
ソルバープロパティについては、次の表をご参照ください。
Solver Property
OptiStruct PCOMPP（プライベースのカードはソルバーに属します。ゾーンを生成する必要はありません。）
Radioss PCOMPP（プライベースのカードはソルバーに属します。ゾーンを生成する必要はありません。）
Nastran PCOMPP（PCOMPG/PCOMPにリアライズするためのオプション）
Abaqus *SHELL SECTION (COMPOSITE)
ANSYS SECTYPE SHELL
LS-DYNA *PART COMPOSITE（HyperMeshのComponent エンティティ上）

ゾーンベースモデル

ゾーンベースのモデリングエンティティ。

プライベースモデルのリアライゼーションによって生成するほかに、ゾーンベースモデルは手動で作成することができます。プライ、積層材、およびテンプレートのプロパティエンティティを指定するのではなく、一定板厚の各ゾーンに対してゾーンベースのソルバープロパティを定義する必要があります。

オフセット

オフセットは、メッシュに対する積層の位置を決定します。

オフセットの方向、およびオフセットが合計なのか積層板の厚さの係数なのかは、ソルバーによって異なります。一般的なOptiStructのオフセット例を次の図に示します。


図 2.