一种复合材料结构的铺层优化方法技术

一种复合材料结构的铺层优化方法，属于飞行器结构机构设计领域。本发明专利技术根据所需要优化的复合材料结构在PATRAN中建立复合材料层合板结构有限元模型，并设置好优化目标、约束条件、设计变量等基础参数，从而实现后续用PCL语言对其进行优化算法嵌入，优化目标、约束条件、设计变量等内容细化，最后建立可以用于NASTRAN调用的复合材料结构铺层优化模型文件，从而完成对复合材料结构铺层的优化设计。

A Layer Optimization Method for Composite Structures

The invention relates to a method for optimizing the lamination of composite structures, which belongs to the field of aircraft structural mechanism design. The invention establishes the finite element model of composite laminate structure in PATRAN according to the composite structure to be optimized, and sets the basic parameters such as optimization objectives, constraints and design variables, so as to realize the subsequent embedding of optimization algorithm in PCL language, refine the optimization objectives, constraints and design variables, and finally establishes the content that can be used in NASTRAN calls. The optimization model file of composite structure layers is used to complete the optimization design of composite structure layers.

【技术实现步骤摘要】
一种复合材料结构的铺层优化方法
本专利技术涉及一种复合材料结构的铺层优化方法，属于飞行器结构机构设计领域。
技术介绍
随着飞行器设计要求的日益提高，且服役环境异常严酷，发展新型材料和新结构迫在眉睫，而复合材料评价高比强度、高比刚度、耐疲劳、抗腐蚀等优点，在现代飞行器结构的设计与制造中得到了广泛应用，复合材料结构的可设计性为设计人员提供了更为广阔的设计空间。通过通过优化其铺层角度、铺层顺序，最终提高结构的各项性能指标。因此，复合材料结构优化具有重要的实际应用意义。在复合材料结构优化的工程实际应用中，面临着两个主要问题，一个是目前商用的复合材料结构分析软件没有集成对复合材料的优化算法，研究人员根据特定工况，需编写分析计算程序和优化算法。不仅增加优化周期，也无法实现通用性。第二个问题是复合材料结构优化的设计变量规模不同于金属结构，表现为设计变量数目庞大、类型既有离散的，又有连续的、同时变量之间相互影响。为了提高优化效率，必须选择合适的优化算法，同时降低设计变量数目。
技术实现思路
本专利技术解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供了一种复合材料结构的铺层优化方法。该方法以重量最小为优化目标，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种复合材料结构的铺层优化方法，其特征在于，包括如下步骤：S1，根据待优化结构的结构形式、铺层信息和边界条件建立有限元仿真模型，并生成初始计算文件；所述边界条件为实际受力状况；S2，根据所述有限元仿真模型，确定待优化结构的优化变量、优化目标和约束条件，根据所述优化变量、优化目标和约束条件的特征信息确定优化算法，将所述优化变量、优化目标和约束条件作为优化算法的输入，并与优化算法一并写入初始计算文件，生成优化计算文件；S3，将所述优化计算文件提交解算器进行计算，得到优化后的铺层结构，完成待优化结构的结构优化。

【技术特征摘要】
1.一种复合材料结构的铺层优化方法，其特征在于，包括如下步骤：S1，根据待优化结构的结构形式、铺层信息和边界条件建立有限元仿真模型，并生成初始计算文件；所述边界条件为实际受力状况；S2，根据所述有限元仿真模型，确定待优化结构的优化变量、优化目标和约束条件，根据所述优化变量、优化目标和约束条件的特征信息确定优化算法，将所述优化变量、优化目标和约束条件作为优化算法的输入，并与优化算法一并写入初始计算文件，生成优化计算文件；S3，将所述优化计算文件提交解算器进行计算，得到优化后的铺层结构，完成待优化结构的结构优化。2.根据权利要求1所述的一种复合材料结构的铺层优化方法，其特征在于，所述待优化结构为截面为π型梁的5个桁条。3.根据权利要求2所述的一种复合材料结构的铺层优化方法，其特征在于，所述优化变量为所述5个桁条的顶梁宽度W、底梁宽度W1和桁条高度H，优化目标为总质量最小，所述约束条件为1mm<W<24mm，1mm<H<32mm，1mm<W1<16mm，所有梁均不发生失稳，且所有桁条的拉、压应变均在设定值范围内。4.根据权利要求1或2所述的一种复合材料结构的铺层优...

【专利技术属性】
技术研发人员：姚宇地，吴迪，肖凯，刘赛，张涛，郭爱民，熊艳丽，陈飞，邓云飞，彭波，孔文秦，徐方舟，石小亮，宋春雨，张斌，
申请(专利权)人：中国运载火箭技术研究院，
类型：发明
国别省市：北京,11