Panoramica dei shell compositi

I compositi sono una combinazione di due o più materiali che hanno diverse proprietà macroscopiche. Le fasi materiale sono solitamente due e non sono risolvibili l'una nell'altra. Una è la fase di rinforzo (per es. carbonio o fibra di vetro, particelle di silice) e l'altra è la fase matrice (per es. epossidico, estere di vinile) in cui la fase di rinforzo è dispersa. Esse possono essere classificate in compositi a fibra continua, compositi a fibra corta e compositi particolati.

Ci sono tre tipi di opzioni composito per definire la disposizione, lo spessore, le proprietà materiali e gli orientamenti degli strati.

  • Un laminato asimmetrico ha una disposizione asimmetrica degli strati rispetto alla superficie intermedia. Questa è l'opzione composito più generale. È qui raffigurato lo schema di un laminato asimmetrico con cinque strati. I diversi colori rappresentano le proprietà dei materiali e gli orientamenti. La mesh dello shell è creata al piano intermedio.

  • Un laminato simmetrico ha una disposizione simmetrica degli strati (materiali, orientamenti degli striati e spessori) rispetto alla superficie intermedia. Ciò significa che gli spessori degli strati, le proprietà dei materiali e gli orientamenti dei materiali sono simmetriche rispetto alla superficie intermedia.

  • Il composito a sandwich è un caso speciale di laminato simmetrico a tre strati. Questi laminati possono essere utilizzati quando è richiesta una maggiore resistenza ai carichi di flessione. Si consiglia una maggiore rigidezza, robustezza e sottigliezza per i due strati esterni che per lo strato centrale.

    Lo strato interno è solitamente più leggero per ridurre la massa totale ed ha un modulo di elasticità di taglio elevato per resistere allo scivolamento degli strati esterni.

Si possono usare uno shell composito per i membri strutturali in cui si richiede risparmio di peso. Gli shell compositi offrono anche miglioramenti per resistenza alla fatica, resistenza alla corrosione, e conduttività termica.

I modelli con shell compositi possono essere elaborati nei seguenti modi:

Definizione di shell Usare il PropertyManager Definizione di shell per la definizione di un laminato simmetrico, laminato asimmetrico o sandwich composito. Si possono definire da 2 a 50 strati per uno shell composito. Il PropertyManager consente di impostare diversi spessori, orientamenti di materiali e proprietà uguali o diverse per ciascuno strato.
Sequenza di impilamento degli strati Il software individua gli strati dalla faccia shell inferiore a quella superiore. Pertanto il primo strato è situato alla faccia inferiore dello shell e l'ultimo strato è situato alla faccia superiore dello shell.
il ribaltamento della mesh inverte la sovrapposizione degli strati con il primo strato situato alla base.
Angolo strato L'orientamento degli strati può essere definito per ciascuno strato mediante la colonna Angolo nella tabella Strati shell composito del PropertyManager Definizione shell. L'orientamento del materiale dell'angolo strato 0 gradi per ciascuno strato è rappresentato visivamente da strisce nello spazio di lavoro del modello. Inoltre è possibile anche regolare le opzioni di orientamento degli strati mediante le opzioni di Orientamento composito.
Risultati Oltre ai risultati disponibili per gli shell, si possono visualizzare i seguenti grafici:
  • Sollecitazione massima in tutti gli strati.
  • Sollecitazione sulla superficie superiore o inferiore di ciascuno strato.
  • Sollecitazione lungo la direzione di orientamento dello strato o in direzione trasversale rispetto all'angolo dello strato.
  • Sollecitazione di taglio interlaminare alla giunzione tra due diversi strati.

Vedere Analisi di sollecitazione per shell compositi per l'interpretazione dei risultati. Vedere il PropertyManager Grafico di sollecitazione e il PropertyManager Grafico fattore di sicurezza.

Spostamenti e deformazioni sono contini tra gli strati e non possono essere controllati a livello di strato singolo. Le sollecitazioni tra i diversi strati sono tracciate per i singoli strati poiché in generale non sono continue (le proprietà e gli orientamenti dei materiali variano nello spessore).