【原创】复合材料力学分析homogeneous≠isotropic

在复合材料有限元分析过程中，定义材料本构时，会遇到Isotropic、Anisotropic、Orthotropic等不同的材料类别。

然后在定义截面属性的时候又会出现Composite和Homogeneous两种，这两种截面属性都可以用来定义复合材料属性。

有很多同学会误认为Homogeneous截面属性对应的就是各向同性材料本构Isotropic，Composite截面属性对应的就是正交各项异性Orthotropic或者完全各向异性本构Anisotropic,这样的理解是不完全正确的。

我们在做复合材料三维逐层离散的实体单元分析过程中就经常会用到Homogeneous截面属性与Orthotropic正交各向异性材料本构的组合。

所以在这里有必要再重新认识一下Homogeneous与Orthotropic的定义。

Isotropic material:各向同性材料，指不同方向的力学性能一样，比如两个方向的模量相等Ex=Ey。

Anisotropic material:各向异性材料，指不同方向的力学性能有差异，比如两个方向的模量不相等Ex≠Ey。

Homogeneous material:均质材料，指不同位置的力学性能一样，比如1和2两处位置模量相同，E1=E2。

Inhomogeneous material:非均质材料，指不同位置的力学性能不一样，比如1和2两处位置模量不相同，E1≠E2。典型的例子就是动物骨骼，从内向外不同位置模量、强度都不同。

物理世界中的大部分复合材料都是非均质各向异性的。

即便是层压复合材料层内和不同层之间由于空隙、夹杂、褶皱等缺陷导致不同位置力学性能也是有差异的，但是工程上为了简化分析，将其看作是一种层内均质材料。

另外，对于层压结构，每一个单层也可以赋予均质各项异性属性，具体的方向性再由每一层的材料坐标系来确定。

福利：

一张图掌握Abaqus复合材料层板结构基础建模