基于VC++與ANSYS單纖維拔出實(shí)驗(yàn)?zāi)M分析系統(tǒng)的研究與開發(fā).pdf

1、單纖維拔出實(shí)驗(yàn)是研究纖維復(fù)合材料界面性能的重要方法。但是，單纖維拔出實(shí)驗(yàn)所需試樣數(shù)量多，制作工藝復(fù)雜，影響了實(shí)驗(yàn)的實(shí)際應(yīng)用。本文利用計(jì)算機(jī)軟件技術(shù)和有限元計(jì)算方法，結(jié)合具體實(shí)驗(yàn)，研究了纖維復(fù)合材料的單纖維拔出實(shí)驗(yàn)?zāi)M方法，開發(fā)了單纖維拔出實(shí)驗(yàn)?zāi)M分析系統(tǒng)軟件。結(jié)果表明，軟件模擬計(jì)算所得單纖維復(fù)合材料的界面剪切強(qiáng)度和纖維臨界長(zhǎng)度等性能參數(shù)與實(shí)驗(yàn)測(cè)試所獲得數(shù)據(jù)一致，并可以獲得界面破壞機(jī)制。 第一，依據(jù)纖維復(fù)合材料單纖維拔出實(shí)驗(yàn)理論，

2、建立了單纖維復(fù)合材料的拔出實(shí)驗(yàn)力學(xué)分析模型，應(yīng)用ANSYS軟件以及其APDL參數(shù)化設(shè)計(jì)語言實(shí)現(xiàn)了有限元分析，并研究了樹脂基體單纖維拔出試樣的制備方法。 第二，針對(duì)芳綸纖維/雙酚A型環(huán)氧樹脂復(fù)合材料，分別進(jìn)行單纖維拔出實(shí)驗(yàn)的ANSYS有限元模擬分析和實(shí)際實(shí)驗(yàn)研究，研究結(jié)果表明兩者結(jié)論相符合，其中界面平均剪切強(qiáng)度僅相差4.5％，證實(shí)有限元模擬分析結(jié)果的準(zhǔn)確性和有限元模型的合理性，實(shí)現(xiàn)了實(shí)驗(yàn)?zāi)M對(duì)實(shí)際實(shí)驗(yàn)的指導(dǎo)作用；通過有限元法模擬出

3、的在單纖維拔出實(shí)驗(yàn)中發(fā)生的界面脫粘行為與實(shí)驗(yàn)過程一致。 第三，探討了ANSYS內(nèi)嵌二次開發(fā)技術(shù)：APDL、UIDL和UPFs，針對(duì)APDL無可視化功能，UIDL人機(jī)交互功能弱和無后處理功能，UPFs對(duì)ANSYS系統(tǒng)構(gòu)成影響等缺點(diǎn)，利用Visual C++6.0 開發(fā)平臺(tái)研究出了可視化程度高的ANSYS二次開發(fā)技術(shù)，解決了軟件接口問題和ANSYS運(yùn)行結(jié)束判斷問題，實(shí)現(xiàn)了針對(duì)該實(shí)驗(yàn)的模擬分析軟件的開發(fā)方法。 第四，利用基于V

4、C++的ANSYS二次開發(fā)技術(shù)和VC++界面編程技術(shù)、數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)和ADO數(shù)據(jù)訪問技術(shù)等，開發(fā)出了單纖維拔出實(shí)驗(yàn)?zāi)M分析系統(tǒng)軟件。本系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了清晰的界面管理，強(qiáng)大的人機(jī)交互性能和數(shù)據(jù)后處理等功能，輸入實(shí)驗(yàn)基本參數(shù)后，即可得出實(shí)驗(yàn)結(jié)果。 本文所建立的單纖維拔出實(shí)驗(yàn)有限元模型準(zhǔn)確，可靠。模擬方法在計(jì)算單纖維復(fù)合材料的界面強(qiáng)度、纖維臨界長(zhǎng)度和模擬界面破壞過程等應(yīng)用中切實(shí)可行。本文研究出可視化高的基于VC++的ANSYS軟件二次開發(fā)技術(shù)并