碳纤维复合材料部件设计、分析和优化专用软件SYSPLY
By www.carbonfiber.com.cn
SYSPLY是一个针对复合材料零件设计的基于物理学原理的综合解决方案，特别适合于时间很紧迫的应用，通过静力和动力分析可以更多地了解它的结构特性。SYSPLY可以帮助企业加速设计流程，并通过减少材料浪费和样机测试数目来达到降低成本的目的。
复合材料结构特性的评估必须要考虑材料的多样性（包括增强塑料、玻璃聚酯、碳环氧、）蜂窝或蜂窝芯材夹层、碳－碳复合材料等）以及它们的原始力学性能（不均匀性和各向异性）。SYSPLY提供的综合材料数据库为各种三维结构铺层材料定义带来极大的便利，而它独特的组合功能为工程师进行快速设计评估和研究带来很大的竞争优势。SYSPLY交互计算任何大量叠层的总体等效机械属性，及用应力/叠层失效和动态特性验证复合材料部件的设计。
从几何建模开始，SYSPLY使得工程师能对复合材料零件进行快速设计和评估。而SYSPLY的材料数据库和铺层编辑器通过对层板堆叠和等效力学性能的图形化显示使得建模更容易，SYSPLY提供了一种专门命令语言（SIL），可以对一些特定的应用提供自动化和加速数据管理。将加载条件和SYSPLY自动求解器紧密结合，进行最终校核所需的各种相关分析。
CAD数据输入/输出和网格划分能力
SYSPLY内嵌的网格划分器能自动读入外部的CAD数据，并进行快速的几何清理和几何修复。能自动生成二维和三维网格，并以ASCII格式输出，可以对节点和单元进行分组，称为sub-groups，边界条件和载荷条件可以定义在这些sub-groups上，以后的计算变成网格无关，可以在同一个有限元输入中反复使用。
复合材料材料数据库管理器
SYSPLY采用了一个用于定义铺层特性的广泛的复合材料数据库，结合用户友好的操作过程和先进的可视化特性，这个材料数据库管理器大大简化了对复核材料的描述和操作：可以显示每个插入的层的方向和厚度。复合材料数据库管理器提供：
·与外部数据库的交流：连续性方程可以由铺层编辑器计算得到或直接从外部数据源输入。
·基于微观力学原理的预定义均匀化程序可以计算纤维/基体等效特性（仅对单向层）：Hasin, Mixture Relation, Halpin-Tsai。
·关于膜、完全和扭转的等效正交各向异性材料属性（极曲线）的图形显示。
·交互的铺层编辑器用于铺层特性的定义。
铺层编辑器
铺层编辑器通过一个等效力学特性的连续显示来生成一个图形化的铺层布置序列。铺层是通过单层板或子铺层来建立，没有层数限制。单层板的详细信息可以马上检查，而层板在某一点的堆叠可以通过横截面来显示。
建模及单元形式
广泛可用的单元（梁、壳、三维实体）能够让用户在设计过程的每一步都采用最合适的方法。
·用户自动利用一系列专门单元，例如壳类型单元模拟薄或厚区域。
·对特殊计算，材料属性可以分配给实体单元，可以连同壳单元一起使用。
·当计算横向剪切应力时，所有相关耦合效应都包括在内。
·多层三维单元
复合材料库
可以很方便地建立层压和夹层结构，将他们组合成复杂的材料，并将它们储存在通用的或专门的数据库中供后续使用。
专门的前处理
SYSPLY简化了材料和几何的关联，通过包含自动铺层和卷绕选项来集成加工过程。
·在结构上层板的方向与铺层方向解耦，两者都可以在壳单元上用图形显示。
·铺层的方向与网格关联的方向解耦，其物理方向可以用交互命令给出以复现加工过程，几何只是用来铺层定位。
铺设与加工
敏感性分析
材料敏感性模块：所有涉及层板定义的参数
·铺层材料（增强类型，…）
·铺层厚度（层数）
·单层参考系的铺层角
·通过合并参数自动产生一组构型。为进行说明，设计者选择任何参数按一定结果绘图或在构型空间导航来验证优化解。
·用SYSPLY用户能够轻松访问参数化功能来进行预先设计研究。
·典型工程师优化复合材料设计的需要。
求解功能
SYSPLY输出可以在不同的坐标系下进行：总体，局部，材料和层板。SYSPLY进行下列分析：
线性力学（壳和实体）
·静力学
·热力学
·屈曲
动力学分析
·特征模态
·谐响应
·模态分析
非线性力学（仅壳）
·针对梁和壳单元的大位移
·接触
后处理
SYSPLY的多物理场后处理能力为深入了解铺层的力学特性提供了方便。通过膜、弯曲和扭转模块可以研究特定的载荷条件。 多重失效准则法能提供各个连续层的等效应力值，通过显示沿厚度方向的应力值，设计人员可以快速找到危险区域，然后可以得到每一层的临界失效结果。
失效评估
·对所有单元类型的所有组件的最大应力准则。
·壳/实体单元带用户自定义项的通用二次准则：Tsai-Wu, Tsai-Hill, Hoffman, Hashin
·依赖张/压响应的通用一次准则
·用于识别壳单元临界失效的多重准则方法，Hashin判据可用于区分基体和纤维失效模式。
·所有准则以安全系数化（归一化）而非指数，为便于理解，可以进行理论比较（二次对最大应力、Tsai对Hashin，…）
·通过层压板（对应的层）对任意点任意判据的临界值，可以用一个单条纹图对结构完整性进行快速评估。
应力、应变和恢复判据
按缺省，壳单元按每各层板的上下面计算结果处理能力：
·可以提供不同参考系统下的输出结果：总体、局部、材料、层
·对层压板，结果的数目按需设置
·按ply orthotropy frame, laminate frame, 和element frame显示应力和应变
·应力、判据和临界层板数可以用条纹图、曲线图显示。
专门的有限元算法
广泛的单元种类使得用户可以在设计过程的每个阶段采用恰当的方法
·多层二维和三维单元
·包含各种耦合效应的横向剪应力计算
·二维和三维单元网格组合
选择SYSPLY的部分用户
Audi AG , Bretagne Composites, EADS,Ecole Polytechnique，de Montreal,IUTLe Havre ,Olivari Compostes Eng.,Owens Corning, Stratiforme Industrie , Tokyo Denki，University, Toray.
SYSPLY是一个针对复合材料零件设计的基于物理学原理的综合解决方案，特别适合于时间很紧迫的应用，通过静力和动力分析可以更多地了解它的结构特性。SYSPLY可以帮助企业加速设计流程，并通过减少材料浪费和样机测试数目来达到降低成本的目的。
复合材料结构特性的评估必须要考虑材料的多样性（包括增强塑料、玻璃聚酯、碳环氧、）蜂窝或蜂窝芯材夹层、碳－碳复合材料等）以及它们的原始力学性能（不均匀性和各向异性）。SYSPLY提供的综合材料数据库为各种三维结构铺层材料定义带来极大的便利，而它独特的组合功能为工程师进行快速设计评估和研究带来很大的竞争优势。SYSPLY交互计算任何大量叠层的总体等效机械属性，及用应力/叠层失效和动态特性验证复合材料部件的设计。
SYSPLY是设计、分析和优化复合材料结构的专业软件。复合材料提供强大的机械性能同时又减轻了结构重量。然而，复合材料的设计和加工的高成本和复杂性却常常抵消了使用这些材料带来的好处。使用SYSPLY，工程师可以在复合材料进行复杂加工之前很方便地计算其铺层特性，诸如纤维缠绕，铺层等。SYSPLY帮助工程师优化结构，并对紧迫的制造过程利用复合材料的优势。
汽车工业
复合材料被大型汽车制造商引入高技术运动汽车和F1赛车，SYSPLY让用户用它更轻松和快速产生简化模型，能开发更准确的基于叠层的模型并进行优化。
航空/航天
在投资昂贵的制造工具前，利用SYSPLY，飞机/航天工程师能更好考查大型复合材料结构的机械性能。
造船
通常是小规模制造的造船业现在更多地依赖数字模拟进行复合材料设计，SYSPLY缩短设计周期并对减少材料浪费做出共享。
SYSPLY是一个针对复合材料零件设计的基于物理学原理的综合解决方案，特别适合于时间很紧迫的应用，通过静力和动力分析可以更多地了解它的结构特性。SYSPLY可以帮助企业加速设计流程，并通过减少材料浪费和样机测试数目来达到降低成本的目的。
复合材料结构特性的评估必须要考虑材料的多样性（包括增强塑料、玻璃聚酯、碳环氧、）蜂窝或蜂窝芯材夹层、碳－碳复合材料等）以及它们的原始力学性能（不均匀性和各向异性）。SYSPLY提供的综合材料数据库为各种三维结构铺层材料定义带来极大的便利，而它独特的组合功能为工程师进行快速设计评估和研究带来很大的竞争优势。SYSPLY交互计算任何大量叠层的总体等效机械属性，及用应力/叠层失效和动态特性验证复合材料部件的设计。
从几何建模开始，SYSPLY使得工程师能对复合材料零件进行快速设计和评估。而SYSPLY的材料数据库和铺层编辑器通过对层板堆叠和等效力学性能的图形化显示使得建模更容易，SYSPLY提供了一种专门命令语言（SIL），可以对一些特定的应用提供自动化和加速数据管理。将加载条件和SYSPLY自动求解器紧密结合，进行最终校核所需的各种相关分析。
CAD数据输入/输出和网格划分能力
SYSPLY内嵌的网格划分器能自动读入外部的CAD数据，并进行快速的几何清理和几何修复。能自动生成二维和三维网格，并以ASCII格式输出，可以对节点和单元进行分组，称为sub-groups，边界条件和载荷条件可以定义在这些sub-groups上，以后的计算变成网格无关，可以在同一个有限元输入中反复使用。
复合材料材料数据库管理器
SYSPLY采用了一个用于定义铺层特性的广泛的复合材料数据库，结合用户友好的操作过程和先进的可视化特性，这个材料数据库管理器大大简化了对复核材料的描述和操作：可以显示每个插入的层的方向和厚度。复合材料数据库管理器提供：
·与外部数据库的交流：连续性方程可以由铺层编辑器计算得到或直接从外部数据源输入。
·基于微观力学原理的预定义均匀化程序可以计算纤维/基体等效特性（仅对单向层）：Hasin, Mixture Relation, Halpin-Tsai。
·关于膜、完全和扭转的等效正交各向异性材料属性（极曲线）的图形显示。
·交互的铺层编辑器用于铺层特性的定义。
铺层编辑器
铺层编辑器通过一个等效力学特性的连续显示来生成一个图形化的铺层布置序列。铺层是通过单层板或子铺层来建立，没有层数限制。单层板的详细信息可以马上检查，而层板在某一点的堆叠可以通过横截面来显示。
建模及单元形式
广泛可用的单元（梁、壳、三维实体）能够让用户在设计过程的每一步都采用最合适的方法。
·用户自动利用一系列专门单元，例如壳类型单元模拟薄或厚区域。
·对特殊计算，材料属性可以分配给实体单元，可以连同壳单元一起使用。
·当计算横向剪切应力时，所有相关耦合效应都包括在内。
·多层三维单元
复合材料库
可以很方便地建立层压和夹层结构，将他们组合成复杂的材料，并将它们储存在通用的或专门的数据库中供后续使用。
专门的前处理
SYSPLY简化了材料和几何的关联，通过包含自动铺层和卷绕选项来集成加工过程。
·在结构上层板的方向与铺层方向解耦，两者都可以在壳单元上用图形显示。
·铺层的方向与网格关联的方向解耦，其物理方向可以用交互命令给出以复现加工过程，几何只是用来铺层定位。
铺设与加工
敏感性分析
材料敏感性模块：所有涉及层板定义的参数
·铺层材料（增强类型，…）
·铺层厚度（层数）
·单层参考系的铺层角
·通过合并参数自动产生一组构型。为进行说明，设计者选择任何参数按一定结果绘图或在构型空间导航来验证优化解。
·用SYSPLY用户能够轻松访问参数化功能来进行预先设计研究。
·典型工程师优化复合材料设计的需要。
求解功能
SYSPLY输出可以在不同的坐标系下进行：总体，局部，材料和层板。SYSPLY进行下列分析：
线性力学（壳和实体）
·静力学
·热力学
·屈曲
动力学分析
·特征模态
·谐响应
·模态分析
非线性力学（仅壳）
·针对梁和壳单元的大位移
·接触
后处理
SYSPLY的多物理场后处理能力为深入了解铺层的力学特性提供了方便。通过膜、弯曲和扭转模块可以研究特定的载荷条件。 多重失效准则法能提供各个连续层的等效应力值，通过显示沿厚度方向的应力值，设计人员可以快速找到危险区域，然后可以得到每一层的临界失效结果。
失效评估
·对所有单元类型的所有组件的最大应力准则。
·壳/实体单元带用户自定义项的通用二次准则：Tsai-Wu, Tsai-Hill, Hoffman, Hashin
·依赖张/压响应的通用一次准则
·用于识别壳单元临界失效的多重准则方法，Hashin判据可用于区分基体和纤维失效模式。
·所有准则以安全系数化（归一化）而非指数，为便于理解，可以进行理论比较（二次对最大应力、Tsai对Hashin，…）
·通过层压板（对应的层）对任意点任意判据的临界值，可以用一个单条纹图对结构完整性进行快速评估。
应力、应变和恢复判据
按缺省，壳单元按每各层板的上下面计算结果处理能力：
·可以提供不同参考系统下的输出结果：总体、局部、材料、层
·对层压板，结果的数目按需设置
·按ply orthotropy frame, laminate frame, 和element frame显示应力和应变
·应力、判据和临界层板数可以用条纹图、曲线图显示。
专门的有限元算法
广泛的单元种类使得用户可以在设计过程的每个阶段采用恰当的方法
·多层二维和三维单元
·包含各种耦合效应的横向剪应力计算
·二维和三维单元网格组合
选择SYSPLY的部分用户
Audi AG , Bretagne Composites, EADS,Ecole Polytechnique，de Montreal,IUTLe Havre ,Olivari Compostes Eng.,Owens Corning, Stratiforme Industrie , Tokyo Denki，University, Toray.
SYSPLY是一个针对复合材料零件设计的基于物理学原理的综合解决方案，特别适合于时间很紧迫的应用，通过静力和动力分析可以更多地了解它的结构特性。SYSPLY可以帮助企业加速设计流程，并通过减少材料浪费和样机测试数目来达到降低成本的目的。
复合材料结构特性的评估必须要考虑材料的多样性（包括增强塑料、玻璃聚酯、碳环氧、）蜂窝或蜂窝芯材夹层、碳－碳复合材料等）以及它们的原始力学性能（不均匀性和各向异性）。SYSPLY提供的综合材料数据库为各种三维结构铺层材料定义带来极大的便利，而它独特的组合功能为工程师进行快速设计评估和研究带来很大的竞争优势。SYSPLY交互计算任何大量叠层的总体等效机械属性，及用应力/叠层失效和动态特性验证复合材料部件的设计。
SYSPLY是设计、分析和优化复合材料结构的专业软件。复合材料提供强大的机械性能同时又减轻了结构重量。然而，复合材料的设计和加工的高成本和复杂性却常常抵消了使用这些材料带来的好处。使用SYSPLY，工程师可以在复合材料进行复杂加工之前很方便地计算其铺层特性，诸如纤维缠绕，铺层等。SYSPLY帮助工程师优化结构，并对紧迫的制造过程利用复合材料的优势。
汽车工业
复合材料被大型汽车制造商引入高技术运动汽车和F1赛车，SYSPLY让用户用它更轻松和快速产生简化模型，能开发更准确的基于叠层的模型并进行优化。
航空/航天
在投资昂贵的制造工具前，利用SYSPLY，飞机/航天工程师能更好考查大型复合材料结构的机械性能。
造船
通常是小规模制造的造船业现在更多地依赖数字模拟进行复合材料设计，SYSPLY缩短设计周期并对减少材料浪费做出共享。
