2022复合材料仿真分析软件合集

01

Digimat

Digimat是一款专注于多尺度复合材料非线性本构预测和材料建模的商用软件包，能够将复合材料的非线性本构关系和制造工艺过程引入到储氢罐结构的有限元仿真分析中，帮助工程师评估不同类型的复合材料和制造工艺对储氢罐性能的影响，从而支持储氢罐的设计和优化工作。使用Digimat可以帮助工程师快速选择出储氢罐更佳的复合材料，并可以通过虚拟试验方法评估复合材料结构的性能表现，减少实际试验次数。因此，在储氢罐的设计研发过程中，使用Digimat软件能够帮助客户节约一定的时间和金钱成本，达到降本增效的目的。

特点：

Digimat 技术提供设计工具，通过准确描述本地复合材料的行为，使用户对其复合材料产品有 100% 的信心；

精确的材料建模可以降低”安全系数”，使复合材料能够发挥其 100% 的潜力，更大限度地提高其对金属的竞争力，并导致大幅减轻重量；

Digimat 工具在当前 FEA 流程中顺利集成，弥合了制造流程与结构分析之间的差距。

02

 CATIA V5

CATIA V5版本是IBM和达索系统公司长期以来在为数字化企业服务过程中不断探索的结晶。围绕数字化产品和电子商务集成概念进行系统结构设计的CATIA V5版本，可为数字化企业建立一个针对产品整个开发过程的工作环境。在这个环境中，可以对产品开发过程的各个方面进行仿真，并能够实现工程人员和非工程人员之间的电子通信。产品整个开发过程包括概念设计、详细设计、工程分析、成品定义和制造乃至成品在整个生命周期中的使用和维护。

特点：

在设计过程的早期阶段捕获复合设计要求，并生成准确的初步设计；

体验生产流程，同时满足与制造限制相关的初步设计要求；

发布高保真复合材料数据并在整个 3D 注释中提供完整的复合材料产品定义，以提高复合材料零件的质量；

先进的曲面建模工具以及经过行业验证的设计；

完全关联的设计，可快速、自动地处理更改、修改和更新；

能够在装配体环境下进行设计；

定义和管理完整堆栈，并从虚拟堆栈生成铺层；

生成概念实体或 IML 曲面，以便在模型中及早集成复合材料零件。

03

  Fibersim

Fibersim复合材料工程软件产品组合可大幅减少设计和制造创新型耐用轻型复合材料结构所需的成本和时间并可集成在多种流行的三维 CAD 系统中，Fibersim通过帮助您快速创建精确的设计、图纸及相关数据将它们从初步设计转移到详细设计，最终转移到制造车间，从而改善整个复合材料工程设计流程。

特点：

使用Fibersim作为中心复合设计允许一部分有效输入的需求从CAD CAE创建一个数字双能快速应对变化的形状和规格,同时提供一个窗口到车间,确保你的设计的可生产性；

Fibersim帮助自动化创建截面、注释和核心样本，这些可以在变更发生时更新，确保设计得到准确反映；

Fibersim芯材取样功能提供了更深入的细节，如厚度变化、纤维偏差、平衡和对称，这些对确保产品质量是无价的。理解层压的重量和成本对于在验证过程中做出去/不去的决定是至关重要的；

Fibersim即时提供层压材料的重量和成本，包括固化后的工序，以便在审查期间提供最准确的信息。

04

ANSYS Workbench

ANSYS Composite Prep/Post（ACP）是集成于ANSYS Workbench环境的全新的复合材料前/后处理模块。可以与ANSYS其它模块实现数据的无缝连接，在处理层压复合材料结构方面具有强大的功能。ACP具有强大的结果后处理，可获得各种分析结果如层间应力、应力、应变、最危险的失效区域等，还能够实现多方案的分析对比等。

特点：

ACP（Pre）模块可以直观地定义复合材料铺层信息，如铺层顺序、铺层材料属性等，同时提供铺层截面信息的检查、校对功能；

ACP(Post）模块具有强大的结果后处理能力，具有丰富的复合材料失效分析方法和准则，可获得各种分析结果如层间应力、应力、应变、最危险的失效区域等，还能够实现多方案的分析对比等。

05

  COMSOL Multiphysics

“复合材料模块”是COMSOL Multiphysics结构力学模块的附加模块，提供了专门用于分析多层复合结构的建模工具和功能，此类多层复合材料（例如，纤维增强塑料、层压板和夹层板）广泛应用于制造飞机部件、航天器零部件、风力发电机叶片、汽车零部件、建筑物、船体、自行车和安全设备等。

不仅如此，当您将“复合材料模块”与 COMSOL 产品库中的其他模块组合使用时，还可以在同一个软件界面内对模型进一步扩展，考虑传热、电磁、流体流动、声学和压电等效应。

特点：

分层法/多层壳接口

三维模式支持的多层壳 接口提供一种基于分层理论的方法，用于详细分析复合材料层合板。各单层可以采用非线性材料。该接口还支持参考表面和全厚度方向上的位移场具有不同的形函数阶次。结果包含全三维应力和应变分布，方便您计算层间应力并研究每个薄层内的应力变化。

等效单层法/壳接口

壳 接口通过多层线弹性材料 这一材料模型得到了增强，仅在中面求解就可以计算整个层合板的均质材料属性。分析结果包含全三维应力和应变分布，可以帮助您研究每个薄层内的应力变化等现象。

多层材料特征

多层材料 节点可用于定义铺层，其中每一层都具有自己的材料数据、厚度和主方向。以这种方式定义的多层材料可以通过多层材料堆叠 节点进行组合，用于创建更复杂的多层材料，当铺层重复或是对削层建模时，这种做法非常方便。此外，您还可以为层间界面定义材料属性。

06

CPSD

复合材料三维数字化工艺设计与仿真软件（CPSD）源于军工科研项目，是一款集成在全三维数字化环境下的集工艺设计与仿真于一体的软件系统，解决复合材料零件铺层工艺设计模式改进、精细化水平和设计效率提升的问题。

特点：

该软件集复合材料零件的模具型面生成、铺层工艺设计、仿真分析、工艺验证及可制造性评价等功能于一体；

该软件具有高效铺层设计、高精度仿真和全过程三维数字化、可视化、知识化、集成化的特点，为实现复合材料零件的数字化设计制造一体化提供有力支撑；

该软件可以实现国外同类产品的大部分功能，以及有自己的特色功能，如可制造性评价；

该软件可快速高效生成三维复合材料主模型、设计初期对工艺设计进行可制造性评价，实现面向制造的设计、复合材料工艺设计和仿真的一体化，提高了仿真效率、基于材料特性的铺覆工艺仿真（褶皱仿真）和剪口设计，增加完整性、减少复合材料设计的成本和周期。可以直接应用到复合材料零件的工艺设计过程。

07

CATIA 3DExperience

3DEXPERIENCE 提供了业务活动和生态系统的实时视图，可在单一协作环境中将人员、创意和数据连接起来，使企业和人员能够以全新的方式进行创新。

特点：

铺层设计

达索CATIA品牌中的Composite Design模块允许用户采用手动铺层、区域法、网格法的形式，对产品进行铺层设计。功能覆盖复合材料库至铺层设计间的流程。设计过程自动化程度高于其他产品，界面简洁美观，并且铺层质量高，集成多个常见接口，产生的铺层结果可实现多个软件间及研发流程上下游的高品质传输，实现复材设计全流程传递。

可铺敷性分析

通过分析模具型面和复材铺层方式，我们基于CATIA的解决方案可以通过拖拽铺敷点，动态分析纤维变形情况，并根据纤维材料自身性质，以彩色高亮形式提示该铺层方式合理与否，以指导材料剪口位置和大小。并可根据材料幅宽，结合零件尺寸，对材料裁剪方式及铺敷形式给予更优铺敷指导。功能价值在可制造性分析阶段有明显体现。

08

CDS复合材料设计仿真软件

CDS是一种用于设计和分析复合材料结构的高级软件应用程序。使用该软件能够让设计师、工艺工程师或学生可以快速确定复合材料层压板的有效特性和响应，进行微力学计算，以及虚拟工艺模拟和优化。

特点：

用户可以绘制排序的阿什比和表格数据，以便轻松比较和排名属性，包括机械和物理属性、微观力学参数、固化动力学、损伤和失效属性，以及非线性和 MAT162 （LS-DYNA） 属性；

用户可以“动态”修改属性，并实时查看层压板的有效属性、应力、应变和渐进失效。新的参数化设计功能允许用户直接比较多个微机械或层压板解决方案的属性并对其进行排名；

该软件提供内置的用户材料数据库功能、FEA 导出功能，并具有许多用于结构力学模拟的独特模块。菜单树环境用于快速检索和检索软件内生成的数据，从原始数据导入或导出为常见的 FEA 输入格式。

09

AniForm

工程师使用Aniform软件，可以轻松准确地进行复合材料成型分析。通过研究具有刚性、分段或柔性工具（例如膜）的工艺，可以探索零件优化。可以使用PrePost的灵活功能来研究各种单向或织物增强层压板配置的可成形性，这些功能可以快速修改，例如坯料形状以及切割和飞镖的考虑。此外，任何层压板处理系统，如那些使用张紧器和各种类型的夹具操作的系统，都可以在几次点击内建模。

特点：

用户友好的模型设置

通过在直观，快速响应的图形用户界面AniForm PrePost中创建仿真模型来节省建模时间。导入代表工具和层压板的所有三角形网格。分配材料行为，配置过程和处理系统，然后单击几下将模型发送到求解器

刚性工具

使用刚性工具模拟层压板成型。将导入的网格转换为工具表面。以位移和受力控制的方式独立规定所有工具。

膜成型

使用压力控制膜模拟热悬垂性，橡胶垫，单膜和双膜成型。

分段顺序工装

使用分段工具模拟层压板成型。可以通过时间轴独立指定任意数量的工具表面的轨迹。

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Altair ESAComp

Altair ESAComp是一款复合材料的分析、设计软件，适用于层合板结构的早期设计及后期的设计验证，ESAComp是一款独立的复合材料软件，同时部分功能也集成到了Altair HyperWorks™的其他复合材料相关软件中,ESAComp针对复合材料结构单元提供了大量的分析工具。

特点：

探索可能的结构设计

复合材料设计和结构设计的组合有很多种，ESAComp材料库为可能的材料设计提供了选材基础。ESAComp的分析能力使得快速设计及设计方案取舍成为可能；

高效

在项目的各个阶段使用正确的工具能够提高效率。传统的有限元分析并不适用于复合材料设计早期的层合板铺层研究，ESAComp基于单元层面的复合材料铺层分析功能很好的满足了这方面的要求；

规避设计缺陷

复合材料设计具有更多的设计灵活性，也更具有挑战，如果不谨慎的评估复合材料结构设计，很容易引入潜在的设计缺陷。ESAComp 补充了传统有限元的不足，其中的高级功能，如概率分析，在评估实际设计时非常有用；

优化设计

用户可通过ESAComp的分析功能来优化复合材料设计，同时ESAComp本身也提供了复合材料的优化功能；

易于学习

为了方便用户学习，ESAComp提供了大量的实例，直接存储于软件的数据库中，用户可直接运行这些实例，同时为这些实例提供了详细的文档。除此之外，ESAComp还提供了详细的理论及模型验证文档。

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 CMS

CMS复合材料分析软件致力于复合材料结构的全生命周期分析和精细设计，理念源于复合材料专著CMH-17。从复合材料数据库管理、材料许用值计算、复合材料性能预测、复合材料基本承载分析到复合材料结构快速参数化建模、强度评估、连接分析、稳定性分析，CMS提供了集成化解决方案。

特点：

极为丰富的复合材料数据

CMS 的材料数据库非常丰富，提供了航空结构以及其他工业部门常用复合材料。数据来自材料供应商、飞机设计公司以及 CMH 17、ESDU等。除了材料本身，CMS还提供了界面性能参数；

可定制的复合材料强度失效准则

从复合材料结构的有限元或理论模型中提取结果，依据复合材料强度失效准则对结构进行强度失效评估，软件内建的失效准则包括：更大应力/应变准则、Tsai-Hill准则、Hoffman准则、Tsai-Wu准则、Hashin准则、自定义准则；

复合材料性能数据统计分析

采用CMH17 中的离散数据统计学方法，对一组或多组复合材料试验值进行：异常数据检查、方差等同性检验、批间变异性检验、基于正态分布或对数正态分布或威布尔分布的B基准和A基准许用值计算、基于方差分析的B基准和A基准许用值计算；

复合材料结构快速参数化建模

对常见复合材料结构（板壳、梁、加筋壁板及可定制结构类型等）进行一键式的有限元参数化建模（含可扩展接口），并根据模型计算结果利用软件内建的强度失效准则进行复合材料结构强度失效评估。

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Fiberbook

Fiberbook 专用于飞机复合材料结构初步优化，可以考虑总体厚度分布和铺层信息等设计变量、集成了各种常用结构性能指标和工艺要求，如静强度、任意断面弯曲扭转刚度、稳定性、复材失效、刚度比、泊松比匹配、气弹剪裁、铺层比、丢层、芯层等，快速完成复合材料框梁、加筋壁板、蜂窝夹层结构等的初步优化设计。

特点：

界面简洁易用，内置各种具有工程意义的变量初值和约束值，用户可快速完成大规模的复合材料部段优化问题建模；

优化模型基于复合材料超级层定义,降低问题复杂性，仍具有很强的工程性；

生成 BDF 格式卡片文件，采用 INCLUDE 文件组织方式，可直接提交 Nastran 或 OptiStruct 求解；

创新的算法可以自动识别结构单元（BAY），基于结构单元进行性能分析，具有与实际有限元单元划分无关的特性，通用性强；

与 Aerocheck 无缝连接，初步优化结果可用于快速强度校核和尺寸定义迭代；

为不同优化阶段提供可选择的优化思路，用户可选择不同优化设置进行组合；

优化结果可以按照实际结构的空间分布显示，便于参看输出和更新模型,并可快速解释成甲方的铺层库信息。

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  Laminate Tools

Laminate Tools是一款将复合材料铺层设计、分析、刚度强度校核和制造功能集于一体的软件。Laminate Tools使用了30年以来被全世界复合材料专家所证实的核心技术，超越了现有许多产品只关注一个特定领域的特性。从初始的复合材料铺层模型建立、层合结构分析校核、到最终设计方案的确定以及所有铺层设计信息和制造信息的输出，都在同一个平台下的数据库中完成，没有数据传递和转换误差，保证了数据的准确性，提高了设计部门、分析部门、制造工艺部门之间的协同效率，实现了设计、分析与制造的无缝集成，奠定了复合材料数字信息化和智能制造的基础。

特点：

专注于复合材料领域。

将复合材料铺层设计、分析、刚度强度校核和制造功能集于一体。

支持多种标准的工业软件，与Nastran 、 Abaqus、 Ansys、CAD友好的接口。

三维可视化界面，并能进行设计校核，快速识别危险区域。

各部门之间可以准确安全的传递信息。

查看过去的设计以供参考，不需要原始软件，不存在意外的风险。

输出全部的铺层设计信息和制造信息，确保制造和设计的一致性。

关联裁布机，自动裁剪铺层单层。

关联激光投影和铺层定位系统PlyMatch，指导加工人员在模具上准确的铺放铺层。

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SwiftComp

SwiftComp 是一款复合材料模拟仿真神器，由美国普渡大学航空航天学院余文斌教授开发，在AnalySwift公司出售。这款软件能够在保证复合材料细观精度的同时又能缩短计算时间，从而大大降低降低复合材料的设计周期。

特点：

计算梁结构模型的等效梁刚度矩阵；

计算板壳结构模型的 A, B, D 矩阵，横向剪切刚度矩阵，面内性能和弯曲性能；

计算实体结构的等效实体刚度矩阵和工程常熟；

计算热弹性分析中的热膨胀系数；

利用 Gmsh 的划分网格功能生成有限元网格图像。

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 PAM-COMPOSITES

ESI PAM-COMPOSITES的独特功能，您可以通过以流程为导向的工艺来研究复合材料制造链的每个步骤，材料信息和历史记录（局部剪切，局部纤维含量，方向，固化程度等）以及几何特性（形状，厚度等）从制造链的一个阶段无缝转移到下一阶段。在调整工艺参数以纠正缺陷并减少生产周期时间时，可确保更大的反馈精度。

特点：

市场上唯一可以识别和修复由短，长或连续纤维制成的复合材料产品制造缺陷的完整仿真链。

为准确和轻松确定“已建成”复合产品的几何和材料特性打开一扇门，在产品开发的早期协助设计部门。

软件涵盖：

悬垂和热成型；

树脂传递模塑（RTM），高压RTM和压缩RTM；

树脂灌注及其变体；

片状模塑料（SMC）；

固化和结晶；

制造过程中引起的几何变形。

通过检索设计部门定义的所有产品信息链接到CATIA。

允许将制造结果顺利转移到设计部门，以进行“已建成”的结构分析。

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 Multiscale.Sim

Multiscale.Sim 是一款微多尺度材料特性模拟工具， 结合 CYBERNET SYSTEMS CO.,LTD. 超过 30 年的 CAE 技术经验，与日本东北大学、NITTO BOSEKI CO.,LTD.以及 Quint Corporation 共同开发之的产品，利用 Ansys 求解器进行材料评估，可计算出不同微结构下复合材料的特性参数，实现完整地复合材料特性预测，以此将获取的复合材料参数用于宏观的结构分析中，并可以宏观分析结果提取微观组织进一步进行localization分析。

特点：

建立微结构模型

提供在 Ansys DesignModeler/SpaceClaim 环境下建模工具， 并支持其他 3D CAD 工具建立微结构模型；

微观结构尺度转换

利用 Ansys 划分网格与设定边界条件后进行材料参数预测与输出，并自动在 Ansys 材料库产生材料的弹性模量与其他材料特性参数，例如CTE、塑性、粘弹性、超弹性蠕变等材料特性；

微观分析
从宏观模型分析中可任意选择微尺度区域，来检查分析并监测该位置的微观结构内局部细微的结果变化；
宏观结构分析(图片显示 PCB 模型)
将复合材料分析结果中的材料参数应用于宏观模型材料参数中，然后进行宏观结构仿真与实验验证；