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该研究需要使用开源软件Texgen创建并生成编织复合材料介观尺度RVE的有限元模型，并导入商业有限元软件ABAQUS中。在ABAQUS/CAE环境中打开插件AMWC，输入RVE模型的层数、纱线排布规律、材料参数以及网格类型等信息。
图1 AMWC插件用户界面
AMWC在执行均匀化数值计算过程中，首先对RVE有限元模型的位置信息和结构尺寸进行识别，随后创建虚拟中面，耦合中面与RVE外表面对应节点的自由度。对中面施加周期性边界条件同时给定加载位移，实现编织复合材料层合板面内(拉伸、剪切)和面外(弯曲、扭转)弹性变形的等效模拟，最终完成ABD矩阵中各项元素的计算。
图2 介观尺度RVE模型周期性边界条件与等效变形
根据双层平纹编织复合材料内部真实细观结构建立RVE，分别采用六面体网格（Volume mesh）和体素网格（Voxel mesh）建立其有限元模型。其中六面体网格模型还可以建立仅包含纱线实体的Dry mesh模型。利用AMWC插件分别对这三种模型的ABD矩阵进行了求解，Volume mesh与Voxel mesh这种模型有着高度一致性，同时非常接近试验结果。在此基础上，进一步证实了该工具对斜纹、三维正交、多轴等多种复杂编织形式层合板ABD矩阵求解正确性。
图3 双层平纹编织复合材料层合板均匀化计算结果
计算出的ABD矩阵用等效壳单元弹性属性，分别在ABAQUS和NASTRAN中构建编织复合材料层合板的宏观尺度均匀化有限元模型。结果表明，基于不同的商业有限元软件的求解系统，平面结构和曲壳结构的位移响应均与直接建模方法有着较好的一致性。
图4 均匀化模型求解不同结构宏观响应对比
编织复合材料的复杂异质性导致传统层合板理论对ABD 矩阵的准确预测面临较大挑战。基于细观力学模型的数值均匀化方法已被验证为一种有效手段，但其过程复杂，包括 RVE 的构建、周期性边界条件的设置和载荷条件的施加，限制了这种方法的普及。为解决这一问题，文章开发了一款基于ABAQUS的专业插件，简化了 ABD 矩阵的计算流程。通过多种类编织复合材料层合板的测试，验证了工具的准确性和效率。尽管计算结果存在一些误差，但对宏观结构分析影响较小。通过开源该插件，该研究为编织复合材料 ABD 矩阵预测提供了一种简单、高效的解决方案。
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