Развязывание изгибового поведения и мембранных свойств конечных оболочечных элементов для корректного описания механического поведения текстильных материалов с ламинированной формулировкой

Моделирование драпировки текстиля — это область исследований, давно известная в швейной промышленности. Текущее развитие высокопродуктивных композитов из текстильных армирующих материалов и матричных материалов переключает внимание на серийное производство во многих промышленных отраслях, таких как авиационная и автомобильная промышленность. Основные проблемы возникают в технологиях серийного производства и в концепциях архитектуры и формы препре́ма. Цель исследований — ускорение изготовления препре́ма и сокращение дорогостоящих предварительных испытаний. Численные модели могут помочь улучшить цепочку разработки композитов за счёт структурного и технологического моделирования. Особую сложность при моделировании драпировки представляет изгибовое поведение текстиля. В данном исследовании предложен новый подход к моделированию однослойных текстильных материалов как ламинатов для получения корректного механического поведения, при котором все механизмы деформации разъединены. Описана реализация в программном обеспечении конечных элементов LS-DYNA®. Представлен алгоритм, который определяет мембранную жёсткость для каждого слоя ламината таким образом, чтобы соответствовать измеренной жёсткости при кантилеверном изгибе текстиля во всех направлениях изгиба и на всех сторонах изгиба. Вычисленные параметры для ламинированной формулировки дают требуемую изгибовую жёсткость для текстильного слоя. Жёсткость при кантилеверном изгибе может использоваться непосредственно для размерирования модели.