附录 A.4 - 参数 #4:主材料坐标系

Helius PFA 用于表示本构关系,并计算复合材料的主材料坐标系中的应力。对于单向微观结构,当“2”和“3”方向位于横向各向同性的复合材料平面中时,默认主要材料坐标系使用与纤维方向一致的“1”方向进行定向。但是,如果要方便或简化模型创建过程,您可以更改主材料坐标系的取向,以便“2”方向与纤维方向对齐,而“1”和“3”方向位于位于横向各向同性的复合材料平面。

对于机织微观结构,默认 微观结构产生的交织,默认的主要材料坐标系的方向与 '1' 方向与填充牵引方向,而 '2' 方向对应于翘曲牵引方向、'3' 方向与平面外方向。但是,如果要方便或简化模型创建过程,您可以更改主材料坐标系的取向,以便“2”方向与填充牵引方向对齐,而“1”方向对应于扭曲牵引方向。此外,您可以更改主材料坐标系的取向,以便 “3”方向与填充牵引方向对齐,而“2”方向对应于扭曲牵引方向。

第 4 个参数用于指定要使用的主材料坐标系。第 4 个参数的数值(单向材料使用 1 或 2,机织材料使用 1、2 或 3)指定哪个主材料坐标轴将与纤维方向(用于单向复合材料)对齐或与填充牵引方向(用于机织复合材料)对齐。使用这些备选方案可让您更灵活地指定截面定义中材料层的方向。

您应该知道,ANSYS 输出第二个参数指定的坐标系中应力和应变的复合平均状态;但是应力和应变的成分平均状态(存储在 SVAR7、SVAR8、...、SVAR90 中)始终在 Helius PFA默认主材料坐标系中输出。例如,如果第二个参数指定为 2,则所有复合平均应力和应变状态将在您定义的局部系统中输出,并且局部 2 方向对应于单向材料纤维的纵轴,或者对应于机织材料的填充轴。但是,所有成分平均应力和应变状态都将报告在单向或织物复合材料的默认主坐标系中。

请考虑以下出现在表示单向微观结构的 ANSYS 输入文件中的 HELIUSPFA 命令:
HELIUSPFA, 9, 7, 5, 2, 1, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0.1, 0.01
注: 第四个参数指定的值为 2。因此,此特定材料将使用主材料坐标系,其中“2”轴与强化纤维一致,“1”和“3”轴位于横向各向同性的复合材料平面中。