使用 Composite Material Manager 特征化用户材料

必须为每种与 Helius PFA 一起使用的材料执行独特的材料特征化。

名为 Composite Material Manager 的独立图形用户界面程序会随 Helius PFA 一起安装。Composite Material Manager 用于特征化与该软件一起使用的复合材料。本节介绍使用材料管理器创建新复合材料的步骤。

下表提供了在此教程中所使用材料的特性 [2] T700/2510。我们将比较 75 °F 的 OHT 数据，因此可以使用 RTD 特性。此外，由于板以拉伸形式加载，所以可将拉伸模量用于材料的特征化。

数据表缺少 Helius PFA 所需的一些特性，这种情况很常见。在此情况下，我们的数据源缺少内核刚度（ν23 或 G23）和内核强度 (S23)。 S23 并非必需项，但应包括在出现重要内核应力的分析中。 当缺少特性时，应根据类似材料和工程判断来评估它们。碳/环氧树脂单向材料的 ν23 和 S23 的常用值 [3,4] 为 0.4 和 7.25 ksi。

由于 Helius PFA 算法会将层级别应力分解为纤维和基体应力，因此还必须提供纤维和基体刚度。精确的纤维和基体特性的重要性不如精确的层特性，因为它们要反复调整以匹配指定层的特性和体积因子。理想情况下，纤维和基体特性已知并已输入。但最常见的情况是，特性未知，而且要输入默认特性。Composite Material Manager 预填充了碳/环氧树脂和玻璃/环氧树脂材料的默认纤维和基体值。

1. 打开 Composite Material Manager GUI，然后依次选择“文件”>“新建”>“单向”。

2. 输入 Tutorial_1 作为材料名。

3. 选择“lb/in/R”作为单位制、“低碳碳纤维”作为纤维类型、“热固性聚合物”作为基体类型，并输入纤维体积因子 0.55。

4. 输入在上表中提供的 RTD 层强度，填写“常规”选项卡。不一定要输入带有“-”符号的压缩强度。GUI 应如下图所示。

   

5. 输入在上表中提供的 RTD 拉伸层刚度，填写“常量”选项卡。单击“应用材料类型特征”按钮，以应用默认碳/环氧树脂纤维和基体刚度。GUI 应如下所示。

   

6. 依次选择“文件”>“另存为”，然后在出现提示时选择“确定”以优化材料。将材料保存在默认目录中。

7. 在材料保存后，将显示收敛的特性。