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复合材料叶片有限元分析董沛高级应用工程师安世亚太科技（北京）有限公司
内容简介复合材料的特点叶片有限元分析的特点ANSYS在叶片分析中的优势叶片有限元分析技术建模与单元选择坐标系铺层设计技术约束方式载荷与施加结果评价算例：叶片模态分析
复合材料的特点比重小比强度比模量大结构多样纤维、夹层、细粒、混杂
叶片有限元分析的特点建立模型形状不规则(每个截面都不同)铺层复杂、过渡层很多大量夹层结构（“三明治”结构）大量粘结区域载荷分布不规则材料模型
具体叶片分析技术建模与单元选择坐标系约束方式载荷设计与施加铺层设计技术结果评价5
建模与单元选择6结构形式：夹层结构复合材料铺层传力形式单元选择
建模与单元选择7推荐单元叶片建模仅使用壳单元使用实体单元壳单元和实体单元SHELL91SOLID46SHELL91+SOLID46
建模与单元选择可以模拟夹芯结构灵活的节点偏置，设置蒙皮与主梁的连接SHELL91单元：8节点外置节点居中梁与蒙皮的连接
建模与单元选择根据真实结构建立3D模型9SOLID46单元：
坐标系复合材料叶片建模时基于单元坐标系，需要保持单元坐标系的一致性：在进行复合材料结构建模时，有时结构几何比较复杂，很难用统一的坐标来确定单元坐标系。10总体坐标系单元坐标系节点坐标系结果坐标系
坐标系11
铺层设计技术12NuMadforANSYS不同颜色代表不同材料铺层
约束方式根部全位移约束
载荷设计与施加简化计算把叶片简化为一维悬臂梁，载荷随叶片长度线性加载理论计算wilson理论、动量理论、叶素理论、片条理论、叶栅理论等等数值计算流固耦合＝》模拟真实的叶片受力情况计算载荷为面载荷ANSYS+CFX＝》流固耦合
结果评价结果的合理性结果的误差评估失效准则结果的校核失效准则最大应变最大应力Tsai-Wu
叶片模态分析
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