基于大型有限元软件ANSYS建立单向纤维增强复合材料的代表性体积单元的仿真模型,将纤维和基体作为两种不同的材料建模。通过施加适当的边界约束条件和载荷,计算有效弹性模量。计算结果与部分实验和理论结果具有较好的一致性,表明所采用的方法能够较好地计算复合材料的宏观有
3.2 施加载荷和边界条件
求解类型选择Static，分别选择x＝-1，
y=-1，和z=0的平面施加对应的轴向位移约束边
界条件，z=10的平面上施加均匀位移载荷，求纤维方向的轴向弹性模量。
3.3 输出结果
求解，输出应力场和应变场，经计算得到如表1ANSYS计算值所示结果。将上述材料常数和纤维体积百分比带入（1）式得到的结果如表1所示预测值。
由表中可见EL的有限元法计算值和弹性力学精确解的预测值非常接近，并且与实验值符合较好。
表1 硼/环氧复合材料纤维方向的有效弹性模量(102GPa)
Tab.1the effective elastic modulus of B/ECH composites along fibers cf/% 实验值 理论预测值 模拟预测值
4. 分析与总结
纤维对基体的制约是通过界面产生的，因此界面的性质，诸如缺陷、残余应力、渗透性、浸润性等等都会影响到纤维对基体的制约。另外，纤维的几何形状、几何分布的不均匀性各向异性，基体的流变性，老化等等会影响复合材料的弹性性质。然而要顾及所有的因素则难以建立适当的模型，因此，只能建立理想化的简化模型。
虽然有限元分析方法能求解复合材料的应力场与应变场，但是计算量与纤维数量之间是指数函数的关系，导致现有的计算机硬件资源难以处理纤维数量较多的问题。本文利用纤维增强复合材料的力学性质具有周期性，通过分析RVE的力学行为来研究该类材料的力学性质的方法具有一定的可行性。
