首本ANSYS復合材料解決方案的中文版學習書籍

解決復合材料產品鋪層設計及校核難題。ANSYS復合材料產品能夠高效定義復合材料產品鋪層表，全面校核失效模式，并進行參數化優化設計。

全面覆蓋ANSYS復合材料基礎與高級應用

包含2個入門練習、9個基礎應用案例及8個專題應用案例。基礎案例Step by Step講解軟件操作流程。專題應用案例包含了對應專題的技術路線。

附贈超值源文件

本書附帶源文件，包括所有章節相關案例的原始輸入文件及計算結果文件，最大限度地提高讀者的學習效率。

復合材料是一大類新型材料，其強度高、剛度大、質量輕，并具有抗疲勞、減振、耐高溫、可設計等一系列優點。近50年來，在航空航天、能源、交通、建筑、機械、信息、生物、醫學和體育等工程和部門日益得到廣泛的應用。隨著各種新型復合材料的開發和應用，復合材料力學已形成獨立的學科體系并蓬勃發展。國內外不少高等院校已將“復合材料力學”列為力學專業及相關的理工科專業本科生和研究生的必修和選修課。

作者多年來從事ANSYS軟件應用工程師的工作，與不同行業的復合材料技術人員進行接觸。如今在參考ANSYS最新復合材料相關資料的基礎上，編寫了這本《基于ANSYS的復合材料有限元分析和應用》。ANSYS是國際上先進的大型通用有限元計算分析軟件之一，具有強健的計算功能和模擬性能。本書是基于ANSYS軟件18.0版本進行復合材料有限元分析與應用的入門指南和工程分析教程。全書通過相關例題和討論，系統地介紹了ANSYS軟件在復合材料方面的主要功能和應用方法。包括：基礎知識、快速入門、用戶手冊、復雜復合材料建模技術、應用案例、專題技術。

本書是應用ANSYS有限元軟件進行復合材料力學分析和結構計算的必備工具書，可供從事復合材料工程設計和有限元分析的科研人員和工程師等閱讀和參考。

在本書出版之際，感謝北京航空航天大學能源與動力工程學院的闞川、張承承、陳立強、閆成、曲震、劉浩、劉玉、柳愷騁、張濤、吳勇軍、崔偉、吳靜、廖祜明、韓樂、侯文松、顧毅、劉華偉、王文在本書編寫過程中的辛勤工作。

由于時間倉促，作者水平有限，書中不足之處在所難免，懇請廣大讀者批評指正，作者聯系方式為：zhanying.li@qq.com。

序
前言

第1章 基礎知識 1
1.1 復合材料概論 1
1.1.1 復合材料及其種類 1
1.1.2 復合材料的基本構造形式 5
1.1.3 復合材料的制造方法 6
1.1.4 復合材料的力學分析方法 7
1.1.5 復合材料的力學性能 8
1.1.6 復合材料的各種應用 9
1.1.7 復合材料創新設計方法 11
1.2 ANSYS軟件 13
1.2.1 Workbench仿真平臺 13
1.2.2 Mechanical模塊 16
1.3 ACP模塊 21
1.3.1 模塊功能 22
1.3.2 安裝及學習 27
1.3.3 應用案例 28
第2章 快速入門 30
2.1 圖形用戶界面 30
2.1.1 主菜單Menu 30
2.1.2 特征樹Tree View 31
2.1.3 場景Scene 32
2.1.4 工具欄Toolbar 32
2.1.5 Shell視圖 32
2.1.6 History歷史視圖 32
2.1.7 Logger視圖 32
2.2 獨立運行模式 32
2.3 老版本ACP項目的遷移 34
2.4 Workbench典型工作流程 34
2.4.1 基本工作流程 34
2.4.2 多工況/分析類型的
工作流程 36
2.4.3 不同模型共享復合材料定義
分析流程 36
2.4.4 實體單元建模工作流程 37
2.4.5 多流程裝配工作流程 37
2.5 入門練習 39
2.5.1 練習1 39
2.5.2 練習2 62
第3章 用戶手冊 72
3.1 詳細功能 72
3.1.1 模型Model 72
3.1.2 材料數據 74
3.1.3 單元和節點集 78
3.1.4 幾何Geometry 78
3.1.5 坐標系Rosettes 81
3.1.6 速查表Look-up 82
3.1.7 選擇規則Selection Rules 83
3.1.8 方向選擇集（OSS） 89
3.1.9 鋪層組Modeling Groups 91
3.1.10 分析鋪層組Analysis Modeling
Groups 100
3.1.11 采樣點Sampling Points 100
3.1.12 切面Section Cuts 101
3.1.13 傳感器Sensors 103
3.1.14 實體模型（Solid Models） 104
3.1.15 鋪層圖Lay-up Plots 114
3.1.16 失效準則定義Definitions 116
3.1.17 結果集Solutions 116
3.1.18 場景Scenes 118
3.1.19 視圖Views 118
3.1.20 鋪層表Ply Book 118
3.1.21 參數Parameters 118
3.1.22 材料庫Material Databank 121
3.2 后處理 121
3.2.1 失效準則 121
3.2.2 失效模式指標 122
3.2.3 主應力和主應變 122
3.2.4 復合材料實體單元后處理 122
3.3 第三方軟件數據交互 123
3.3.1 HDF5復合材料CAE格式 123
3.3.2 Mechanical APDL文件格式 123
3.3.3 Mechanical APDL復合材料模型
的轉換 124
3.3.4 Excel的表格數據格式 124
3.3.5 CSV格式 124
3.3.6 ESAComp 125
3.3.7 LS-Dyna 125
3.3.8 BECAS 125
第4章 復雜復合材料建模技術 126
4.1 T型接頭建模 126
4.2 局部加強建模 128
4.3 鋪層漸變和錯層 129
4.4 變厚度芯材 130
4.5 可制造性分析 132
4.6 鋪層表 133
4.7 實體單元模型建立 135
4.8 復合材料可視化 136
4.9 復合材料失效準則 137
4.10 ACP模塊中的單元選擇 137
第5章 應用案例 139
5.1 沖浪板靜強度分析 139
5.1.1 案例簡介 139
5.1.2 案例實現 140
5.2 采用Edge Wise坐標系定義螺旋結構
纖維方向 160
5.2.1 案例簡介 160
5.2.2 案例實現 161
5.3 T型接頭鋪層定義練習 166
5.3.1 案例簡介 166
5.3.2 案例實現 167
5.4 規則使用練習 178
5.4.1 案例簡介 178
5.4.2 案例實現 179
5.5 鋪敷性分析練習 185
5.5.1 案例簡介 185
5.5.2 案例實現 186
5.6 復合材料實體模型裝配體練習 190
5.6.1 案例簡介 190
5.6.2 案例實現 191
5.7 復合材料壓力容器實體建模練習 201
5.7.1 案例簡介 201
5.7.2 案例實現 202
5.8 高級復合材料實體建模練習 209
5.8.1 案例簡介 209
5.8.2 案例實現 209
5.9 復合材料搭接接頭脫膠（Debonding）
模擬 215
5.9.1 案例簡介 215
5.9.2 案例實現 215
第6章 專題技術 226
6.1 復合材料模型參數化 226
6.1.1 案例簡介 226
6.1.2 案例實現 226
6.2 分層和脫膠模擬 234
6.2.1 理論及技術路線 234
6.2.2 應用案例 235
6.3 整體結構局部細化分析—
子模型技術 242
6.3.1 案例簡介 242
6.3.2 案例實現 242
6.4 復合材料轉子動力學分析 250
6.4.1 案例簡介 250
6.4.2 案例實現 251
6.5 漸進損傷模擬技術 261
6.5.1 理論及技術路線 261
6.5.2 應用案例 261
6.6 溫度相關復合材料屬性 266
6.6.1 案例簡介 266
6.6.2 案例實現 266
6.7 溫度、剪力和退化相關復合材料屬性 271
6.7.1 案例簡介 271
6.7.2 案例實現 272
6.8 ACP模塊中的腳本應用 275
6.8.1 案例簡介 275
6.8.2 案例實現 275
附錄A 英美制單位與標準國際單位的
換算關系 280
附錄B 波音787（夢幻飛機）簡介 282
術語 286
參考文獻 292

1. ANSYS Workbench在壓力容器分析中的應用與技術評論 [欒春遠 編著]
2. 基于ANSYS的復合材料有限元分析和應用（第二版） [李占營 張承承 李成良 編著]
3. ANSYS AQWA軟件入門與提高 [主編 高巍]
4. ANSYS APDL參數化有限元分析技術及其應用實例（第二版） [李占營 闞川 等編著]
5. 全新Marc實例教程及常見問題解析 [孫丹丹 陳火紅 編著]
6. 基于HyperMesh的結構有限元建模技術 [付亞蘭 謝素明 編著]
7. MSC產品實用技術技巧 [MSC軟件公司 編著]
8. ANSYS APDL參數化有限元分析技術及其應用實例 [張濤 等編著]
9. ANSYS Workbench基礎教程與實例詳解（第二版） [浦廣益]
10. ANSYS非線性有限元分析方法及范例應用 [張洪偉 高相勝 張慶余 編著]
11. ANSYS信號完整性分析與仿真實例 [房麗麗 編著]
12. 全新Marc實例教程與常見問題解析 [馮超 孫丹丹 陳火紅]
13. 壓力容器全模型ANSYS分析與強度計算新規范 [欒春遠 編著]
14. MSC Nastran動力分析指南 [田利思 李相輝 馬越峰 趙明宇]
15. ANSYS 13.0 Workbench數值模擬技術 [許京荊]
16. ANSYS二次開發及應用實例詳解 [師訪]
17. ANSYS流固耦合分析與工程實例 [宋學官 蔡林 張華 編著]
18. ANSYS ICEM CFD網格劃分技術實例詳解 [紀兵兵 陳金瓶]
19. ANSYS 10.0工程電磁分析技術與實例詳解 [閻照文]
20. ANSYS土木工程應用實例（第三版） [何本國 主 編]