Abaqus纤维缠绕模拟之“草木皆可为剑”

                                                           “ 草木竹石皆可为剑”             -金庸

编织的纤维

01—巧妙的“走马机”

在生活中，我们可能会注意到有些导线为了增强抗拉性能，其外层会包覆有编织结构，这种编织结构通常是由下图所示的“走马机”将一股股丝线缠绕而成。

“走马机”编织过程

随着人们对轻量化的追求，复合材料在工程上越来越得到重视，碳纤维缠绕成型结构是比较常见的一种，比如某些油箱、高压气瓶、枪炮管、导弹结构、火箭发动机壳体等，具有很高的比强度和比刚度，目前碳纤维缠绕成型工艺越来越成熟，这种结构也正在快速地应用于体育器材、交通工具和医疗器械等民用产品。

纤维缠绕增强技术

碳纤维缠绕成型系统中的缠绕机有着类似于“走马机”的运行原理，一股股丝线错综复杂，运行起来让人眼花缭乱。

02—Abaqus缠绕模拟之“草木皆可为剑”

无论采用什么工具进行问题分析或仿真模拟，一个核心思想就是抽象简化，只要找到复杂系统中最重要的、最简单的组分，然后把这部分的基础问题剖析透彻，那么上一层级的问题就迎刃而解。

“草木皆可为剑”

要模拟“走马机”丝线缠绕也是这样的过程，我们只需要对最重要、最简单的那一部分进行剖析、建模就可以了。

“走马机”Abaqus模型里最简单的组分

简单组分的圆形阵列

“走马机”原理：导向环往复+圆周运动的复合运动

Abaqus纤维缠绕模拟

通过抽象思考进行仿真建模，用最简单的组分模拟复杂的过程，此为有限元仿真模拟之“ 草木竹石皆可为剑”。