编织复合材料多尺度建模技术与应用

一、Abaqus建模基础（理论+实例）

1、ABAQUS 建模基础——以基础操作为例，让学员迅速掌握ABAQUS软件建模通用操作方法

1.1 ABAQUS 软件体系及应用背景

1.2 ABAQUS 典型本构关系与导入方式

1.3 ABAQUS 前后处理模块

1.4 常用单元建模

1.5 荷载施加与边界条件

1.6 网格划分(重点讲授)

二、ABAQUS复合材料建模入门

（理论+实例）

2、ABAQUS复合材料建模入门——以复合材料层合结构建模、静力失效分析为例，让学员掌握基于ABAQUS软件的复合材料建模及力学分析流程

2.1复合材料力学基础理论

2.1.1 层合结构的本构特点、变形假定与刚度计算

2.1.2 层合结构的强度准则和损伤判据

2.1.3 层合结构的热传导与多场耦合分析

2.2层合结构的单元与特点介绍

2.2.1 Abaqus中复合材料层合板结构建模分析流程

2.2.2建立普通壳单元、连续壳单元及多层实体单元

2.3 ABAQUS静力失效分析

实例操作:

1.复合材料层结构的三种常用建模方法、静力分析中强度准则和损伤判据的引入、数据输入与输出

2.层合结构的热-力耦合分析

三、ABAQUS断裂力学与裂纹扩展（理论+实例）

3、ABAQUS纤维增强复合材料层合板分层和界面损伤与扩展

3.1 结构建模过程与计算分析

3.1.1 角铺设复合材料层板结构与建模

3.1.2 拉伸强度、压缩强度、剪切强度与失效过程模拟

3.1.3 弯曲失效过程模拟

3.1.4 Abaqus中复合材料层合板分层损伤的引入方法

3.1.5 界面损伤cohesive单元的应用技术

3.2复合材料层合板分层和界面损伤、断裂与裂纹扩展

3.2.1 虚裂纹闭合技术(VCCT)理论与实现方法

3.2.2 界面损伤内聚力分析（cohesive单元）

3.2.3 扩展有限元理论与实现方法

3.3 ABAQUS分层和界面扩展行为的模拟计算

实例操作:

1.基于虚裂纹闭合技术(VCCT)的分层扩展模拟

2.基于cohesive单元的分层/界面损伤扩展模拟

3.基于XFEM方法的裂纹扩展模拟

四、ABAQUS复合材料加筋板结构承载能力预测

（理论+实例）

4、ABAQUS加筋板结构在静载荷作用下的承载能力预测

4.1层合加筋结构的屈曲与后屈曲分析

4.1.1 特征值屈曲分析、后屈曲分析及后屈曲路径

4.1.2 含制造缺陷或低速冲击损伤层合板分层后屈曲

4.1.3 后屈曲分析涉及的非线性方程组收敛问题与解决

4.2薄壁加筋结构的面内剪切载荷作用下的失效分析

4.2.1面内剪切载荷作用下的建模技巧

4.2.2面内剪切载荷作用下的屈曲和失效分析

实例操作:

1.  复合材料加筋板的压溃分析

2.  面内剪切载荷作用下的加筋板的承载能力预测

3.  复合材料加筋板剪切失效模拟

五、颗粒/短纤维改性复合材料建模及计算

（理论+实例）

5、ABAQUS颗粒/短纤维改性复合材料力学建模及计算结果分析

5.1 复合材料损伤失效行为的多尺度分析概述

5.2 基于ABAQUS 的细观力学计算

5.3 增韧复合材料结构仿真与力学性能分析

5.3.1 材料力学性能多尺度分析理论与分析方法

5.3.2 胞元理论与边界条件施加

5.3.3 基于胞元模型的强度预测方法

5.3.4 颗粒/断裂维分布型材料的模型生成技术

5.3.5 增韧复合材料结构的宏观失效过程模拟

实例操作:

1.  颗粒增强金属基复合材料结构建模、拉伸过程及失效分

2.  短纤维增强复合材料结构建模、胞元分析技术

六、ABAQUS复合材料动力分析

（理论+实例）

6、ABAQUS复合材料动力分析及应用

6.1结构动力学算法基础理论概述

6.2复合材料层合结构低速冲击及冲击后剩余压缩强度实验与仿真技术

实例操作:

1.  复合材料加筋板自由振动分析

2.  复合材料加筋板低速冲击过程模拟

3.  低速冲击损伤的复合材料加筋板剩余压缩强度计算

4.  高速冲击模拟

七、ABAQUS二次开发

（理论+实例）

7、ABAQUS二次开发——以MATLAB、PATHON及子程序和FORTRAN的二次开发方式为例让学员快速掌握二次开发要点，灵活调用这些模块方法，完成自己的设计计算需求

7.1基于MATLAB和Python的ABAQUS开次开发

7.2 基于接口子程序和FORTRAN的ABAQUS二次开发技术

实例操作:

1.  基于MATLAB的变角度铺丝复合材料层合结构建模

2.  基于Python的参数化建模及插件实例

3.  基于UMAT接口子程序的材料弹塑性分析

4.  基于UMAT接口子程序的材料粘弹性分析

5.  基于USDFLD复合材料层合板的损伤分析

八、论文写作及学术交流

8.1 基于 ABAQUS 复合材料仿真计算文章（SCI）案例

8.2 SCI 论文创新思路与写作技巧以及未来航空航天复合材料发展趋势与创新研究展望

一、混凝土结构力学

有限元建模基础

1、 应力和应变分析

2、 混凝土多轴应力下的破坏准则

2.1 强度准则定义

2.2 双轴受力破坏准则

2.3 混凝土三轴应力下的破坏面特征

2.4 混凝土的多轴破坏准则

二、混凝土材料本构关系

3、 混凝土本构关系

3.1 混凝土单轴应力应变关系模型

3.2 混凝土三维本构模型（线弹性三维本构模型、非线性弹性本构模型、弹塑性本构模型）

4、 ABAQUS中的混凝土材料模型

4.1三种本构模型的适用范围

4.2脆性开裂模型、弥散开裂模型的理论

4.3脆性开裂模型、弥散开裂模型的参数意义以及设置

4.4混凝土材料本构模型（塑性损伤模型）CDP插件

三、ABAQUS基础操作

5、 ABAQUS基础内容

6、 掌握ABAQUS建模功能

6.1 梁、壳、实体单元的概念及选择

6.2 Part模块详细操作（草图绘制、模型切分、螺旋箍筋）

6.3 如何创建轴对称模型

7、 ABAQUS联合hypermesh软件进行网格划分（2D网格划分、3D网格划分、过渡网格划分、网格质量检查）

四、钢筋混凝土结构静力与动力分析模拟实例（一）

8、 钢筋混凝土梁受弯模拟（实例）

8.1 基本建模操作

8.2 钢筋混凝土梁弯曲受拉裂纹扩展

8.3 考虑粘结滑移的模拟分析

8.3.1 混凝土与钢筋粘结滑移模拟

8.3.2 非线性弹簧单元

8.3.3 连接器单元

8.3.4 Cohensive单元

9、 钢筋锈蚀模拟

9.1 2D钢筋锈蚀导致混凝土开裂

9.2 3D钢筋锈蚀导致混凝土开裂

五、钢筋混凝土结构静力与动力分析模拟实例（二）

10、钢筋混凝土柱的轴压与偏压模拟（实例）

10.1 钢筋混凝土短柱轴压与中长柱偏压建模操作

10.2 考虑初始缺陷的轴压模拟

11、钢筋混凝土结构抗震模拟

11.1 钢筋混凝土结构的低周往复试验模拟

11.2 地震作用下的钢筋混凝土结构分析

12、钢筋混凝土结构的冲击模拟（实例）

12.1 基本建模操作

12.2 材料的应变率效应

12.3 承受轴力的冲击模拟分析

六、ABAQUS纤维增强复合材料加固钢筋混凝土结构模拟

13、ABAQUS重启动分析

13.1重启动的用途及适用范围

13.2 重启动具体操作及注意事项

14、ABAQUS模拟FRP-钢筋混凝土结构

14.1 FRP的应用

14.2 FRP在ABAQUS中的材料模型

14.3 如何对FRP-钢筋混凝土结构建模以及分析

15、常见的不收敛问题

16、有限元建模中的注意事项