母亲节特稿 | Digimat 编织材料，传递温暖
2021年5月31日 16:11概述
提起母亲，总是要想起小时候，寒冷冬夜里挑灯给小编织的毛衣、围巾，虽然粗糙，但是温暖。如今，虽然可以很便利的买到各种款式新颖、花纹漂亮、材质保暖的毛衣，但是母亲的温暖却是买不到的。作为一个复合材料从业人员，编织毛衣小编是不会的，不过在母亲节来临之际，利用自己的所学，做一个编织材料的小算例，回馈母爱，也作对天下母亲的祝福。
典型的编织结构示意
挑战
复合材料中编织复合材料的原理和编织毛衣的原理是很类似的，编织复合材料具有高度整体化的空间互锁网状结构，可有效避免传统层和复合材料的分层破坏，冲击韧性、损伤容限与抗疲劳特性优异，结构可设计性强，能够实现异形件的净尺寸整体成型，因此在结构材料领域倍受关注。
三维纺织复合材料还具有损伤后易修理、工艺上便于整体成型和一次成型的优点，可减少零件和模具的数量。目前，采用三维编织复合材料可以制作飞行器、汽车等上的多种不同形状的承力梁、接头，多种形式的耐烧蚀、高承受力的圆筒形、锥筒形的制件；还可以在人造生物组织方面发挥作用，制作人造骨、人造韧带，以及制作接骨板等。在保证力学性能相同或提高的情况下，大大减轻这些制件的重量，从而使整个飞行器、汽车等的性能得到提高。三维编织材料的性能计算一直是编织材料设计的重要组成成分。
传统编织材料的分析结构分析流程只能在CAD中创建，导入有限元软件之中，划分网格，计算，然后在通过计算后处理手动计算出RVE性能。基本一个流程走下来没有一周的时间是无法完成的。加上反复的迭代，项目完成的时间是无法估计和保证的。那么，如何加快编织复合材料性能计算呢？
解决方案
Digimat可以通过两种方式做编织复合材料：
1）Digimat/MF 平均场均质化
2）Digimat/FE 有限元方法
这里我们利用Digimat/FE来完成一次编织材料的力学及传热分析。
Step1：创建材料
Step2：指定RVE中各项采用的材料
Step3：通过内置的Woven库，就可以很便捷实现编织材料的生成，Woven库里面现在包含了2D、2.5D、3D interlock 及3D orthogonal 等四种编织方式，可任意编织所需形式。
Step4：单击几何，生成编织以后的几何体，通过Mesh生成网格，Digimat-FE默认采用的是堆栈六面体网格形式，快速生成网格的同时，保证了计算规模和精度。
Digimat-FE快速生成网格及内部网格
Step5：提交求解，后台调用FEcode MARC，可快速得到生成结果。
编织件应力分布
编织件温度分布
经过10分钟的努力，Digimat/FE的编织件受力及传热分析已完成。
结论
1、 Digimat可以分别通过理论方法和有限元方法完成结构的热力学性能分布；
2、 Digimat摆脱了传统依赖于CAD模型创建编织模型的束缚；
3、 通过Digimat直接后处理，可以快速获取RVE单元的材料属性。
后记
工程师必备
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