“复合材料模块”采用先进的多层材料技术，提供两种可精确模拟复合材料壳的理论：分层理论 和等效单层（ESL）理论。前者适用于厚到中等薄度、层数有限的复合材料壳，而后者则适用于薄到中等厚度、层数较多的壳体，且不会显著影响计算性能。
上述理论可支持多尺度、多物理场及各类失效分析，易于优化层合板的铺层方式及其他参数。用户也可将两种理论结合使用，实现对复合材料层合板的全面分析。
复合材料模块
优化复合材料结构，助力产品设计升级
复合材料是由两种或多种不同组分构成的异质材料，可显著提升结构性能。“复合材料模块”是结构力学模块的附加模块，提供专用于分析广泛应用在飞机与航天器部件、风力发电机叶片、汽车零部件、建筑结构、船体、自行车及安全防护装备等制造领域的多层复合材料（如，纤维增强聚合物、层合板、夹芯板等）的建模仿真特征和功能。
此外，“复合材料模块”还能与 COMSOL 产品库中的其他模块耦合使用，在复合材料模型中引入传热、电磁、流体流动、声学及压电效应等多物理场分析功能。
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用于设计与分析的层合板理论
层压复合材料壳的分析通常采用分层理论或等效单层（ESL）理论。
复合材料模块的典型应用
借助 COMSOL® 软件，全面开展复合材料层合板的各类结构分析。
细观力学与宏观力学
计算复合材料层合板的均质材料属性及其宏观力学响应。
多尺度分析
在宏观与微观双重尺度下，评估复合材料结构的力学响应。
非线性材料1
在多层复合材料中引入非线性材料模型，实现更真实的材料表征。
脱层
模拟复合材料层合板中脱层现象的起始与扩展全过程。
线性屈曲
计算压缩载荷作用下的临界载荷因子及相应的屈曲模态。
首层失效
评估层压复合材料壳在载荷作用下的结构完整性。
复合材料优化2
优化铺层顺序、单层厚度、纤维取向以及材料属性，提升复合材料性能。
结构连接
通过多物理场耦合功能，实现壳单元、多层壳单元与其他结构单元的高效连接。
- 需要“非线性结构材料模块”
- 需要“优化模块”
专为层合板设计、分析与可视化打造的特征
“复合材料模块”提供一系列专门针对多层复合材料层合板的专用工具，涵盖设计、分析与可视化全流程。
多层壳接口
多层壳 接口适用于三维模型，采用基于分层理论的精细化分析方法，可用于复合材料层合板的详细仿真，支持各层材料的非线性特性，并允许在参考表面方向与全厚度方向上为位移场设置不同的形函数阶次。完成求解后能够输出完整的三维应力和应变分布结果，支持层间应力计算，并可深入分析各薄层内部的应力变化。
多模型方法
在不同类型的问题中，ESL 理论和分层理论在求解精度和效率方面各有优劣。基于分层理论的多层壳 接口具有较高的精度，但计算量较大；基于 ESL 理论的壳 接口计算效率较高，但无法准确捕捉全厚度方向的结果。多模型方法将这两种理论整合应用于复合材料层合板的不同区域，通过在同一模型中灵活搭配使用，既能保证高精度，又可降低计算成本，尤其适用于夹层复合材料结构的建模。
多层材料特征
多层材料 节点可用于定义铺层结构，其中每一层均可单独设置材料数据、厚度和主方向。主方向可通过相对于层合板坐标系第一轴的恒定或可变旋转角来表示，支持模拟纤维方向恒定或可变的层合板。此外，模块还提供了用于定义层间界面材料属性的功能。以这种方式定义的多层材料可通过多层材料链接 或多层材料堆叠 节点进行组合，以创建更为复杂的多层材料结构，适用于重复、对称或反对称铺层布局。节点中还包含用于生成复合材料层合板的二维或三维预览图的操作按钮。
多层材料切面图
多层材料切面 图功能为复合材料层合板的切面创建提供了更大的灵活性。适用场景包括：仅在单个或多个选定的层内创建切面；创建穿过部分或全部层（不一定沿全厚度方向）的切面；以及对特定层进行精细检查，并在层内（无需局限于中面）创建切面。
壳接口
基于 ESL 理论的壳 接口，采用能够计算整体层合板均质材料属性的材料模型，仅在中面进行求解。用户可以在层合板的各个单层中考虑塑性、黏塑性等多种非弹性效应。计算完成后同样可以提供完整的三维应力和应变分布结果，以研究每个薄层内部的应力变化。
多层材料连接
在并行拼接不同的层合板或模拟削层情况时，可结合使用多层壳 接口中的多层材料堆叠 和连续性 节点进行建模。两个层合板之间的连接区域可通过多种选项精确控制，连接后的各层结构可通过连续性 节点中的层横截面预览 图直观查看。
多层材料数据集
多层材料 数据集用于在有限厚度的几何结构上显示仿真结果，并可沿法向对层合板的厚度进行缩放，有助于直观呈现薄层合板的仿真效果。此类数据集中还提供在网格节点、层间界面或各层中面处评估结果的选项，并支持选择或取消选择层合板中的特定层。
全厚度图
全厚度 图可直观显示边界上特定位置处任意物理量沿层合板厚度方向的变化情况。用户可以选择边界上的一个或多个几何点，或根据需要创建截点数据集，还可以直接指定点坐标。与其他图形不同，这种绘图是将结果物理量绘制在 x 轴上，而厚度坐标绘制在 y 轴上，以清晰呈现沿厚度方向的参数分布。
通过多物理场耦合功能进行扩展分析
层合板中的力学行为与其他物理过程之间存在两种本质不同的相互作用形式。对于发生在层合板内部的物理过程，可同时求解所有相关物理现象及其耦合效应。而对于其他物理过程，层合板则作为三维域的边界，承载着关键物理变化。本模块内置以下多物理场耦合功能：
- 传热1
- 电流2
- 压电效应2
- 压阻效应2
- 多孔弹性3
- 声学–复合材料相互作用4
- 流体–复合材料相互作用5
- 需要“传热模块”
- 需要“AC/DC 模块”或“MEMS 模块”
- 需要“多孔介质模块”
- 需要“声学模块”
- 湍流仿真需要“CFD 模块”
传热与电流
利用多层材料技术，模拟复合材料层合板内的焦耳热效应和热膨胀行为。
压电效应
模拟用于创建传感器、执行器等智能结构的压电复合材料。
声学–复合材料相互作用
将复合材料层合板与周围声学域耦合，模拟层合板的振动声学特性。
流体–复合材料相互作用
使用壳 与多层壳 接口模拟复合材料层合板与流体域的相互作用。
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