一种复合材料层合板铺层优化设计方法技术

本发明专利技术涉及一种复合材料层合板铺层多目标优化设计方法，具体包括以下步骤：根据层合板工况，确定目标函数及约束；确定铺层数区间，将铺层数作为因素；选取铺层角度作为水平并按规则排序，选取因素的相邻三水平构建正交表；按正交表方案设计进行模拟，并提取结果文件中评价指标；运用惩罚函数法修正目标响应值；运用归一化方法处理修正值得到决策矩阵；运用层次分析法和熵权法确定各指标主观及客观权重；将主或客或组合权重与决策矩阵组合得到新决策矩阵；运用逼近最理想解排序法得到最优组合；将最优组合的水平作为基准构建正交表，继续迭代直至满足条件。本发明专利技术能处理复合材料铺层数变化的问题，迭代次数少。

An optimal design method of composite laminate

【技术实现步骤摘要】
一种复合材料层合板铺层优化设计方法
本专利技术涉及复合材料零部件设计领域，特别是涉及一种复合材料层合板铺层多目标优化设计方法。
技术介绍
复合材料层合板以密度小，比强度、比刚度高及力学性能的可设计性等特点，广泛应用于航空航天、船舶、汽车等领域。层合板的力学性能与铺层厚度及各铺层的角度密切的关系，因此优化铺层厚度及铺层角度是改善层合板力学性能的两个重要方式，且层合板往往在多种工况下承受多种载荷，属于多目标优化问题。然而，现有的针对复合材料层合板的多目标优化方法如遗传算法、粒子群算法等，是将铺层厚度或铺层角度作为单独的设计变量进行优化设计，且把铺层角度作为设计变量，铺层厚度设置为固定值的优化方法居多，鲜有同时考虑铺层厚度及铺层角度为变量的方法。同时，现有方法无法充分加入设计人员的经验改变目标函数的权重，以达到特定的优化目的。
技术实现思路
本专利技术的目的是：能处理复合材料铺层数变化的问题，兼顾设计人员的经验及客观数据，同时迭代次数少，能获得较好的优化解。为了达到上述目的，本专利技术的技术方案是提供了一种复合材料层合板铺本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种复合材料层合板铺层优化设计方法，其特征在于，包括以下步骤：/n步骤1、根据层合板工况，确定目标函数及约束条件；/n步骤2、确定铺层数区间，将铺层数作为因素，选取铺层角度作为水平并按规则排序，选取因素相邻三水平构建正交表；/n步骤3、按照正交表方案设计进行模拟计算，并提取结果文件中评价指标；/n步骤4、运用动态自适应惩罚函数对目标函数进行修正，获得修正目标响应值，包括以下步骤：计算各约束条件的违反约束度的大小及其所占比例；给定初始惩罚因子；确定罚值的大小；计算修正目标响应值；/n步骤5、运用归一化方法处理步骤4得到的修正目标响应值得到决策矩阵；/n步骤6、运用层次分析法和熵权法分别确定各...

【技术特征摘要】
1.一种复合材料层合板铺层优化设计方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1、根据层合板工况，确定目标函数及约束条件；
步骤2、确定铺层数区间，将铺层数作为因素，选取铺层角度作为水平并按规则排序，选取因素相邻三水平构建正交表；
步骤3、按照正交表方案设计进行模拟计算，并提取结果文件中评价指标；
步骤4、运用动态自适应惩罚函数对目标函数进行修正，获得修正目标响应值，包括以下步骤：计算各约束条件的违反约束度的大小及其所占比例；给定初始惩罚因子；确定罚值的大小；计算修正目标响应值；
步骤5、运用归一化方法处理步骤4得到的修正目标响应值得到决策矩阵；
步骤6、运用层次分析法和熵权法分别确定各指标主观及客观权重，其中，运用层次分析法确定各指标主观及客观权重包括以下步骤：
构建判断矩阵bij，i表示矩阵第i行的元素或向量的第i个元素，j表示矩阵第j列的元素或向量的第j个元素，计算判断矩阵bij每一行元素的乘积Mi，计算Mi的n次方根Vi，计算权重向量Wi，如下式(4)至式(6)所示：






Wi＝Vi/∑Vi(6)
运用熵权法确定各指标主观及客观权重包括以下步骤：
确定每个相应的几何射影Pij后计算熵值Ej及客观权重ωj，如下式(7)至式(9)所示：









步骤7、将主观权重或客观权重或主观权重与客观权重的组合权重与决策矩阵组合得到新决策矩阵Vij；
步骤8、运用逼近最理想解排序法得到最优组合；
步骤...

【专利技术属性】
技术研发人员：孔永华，周衡，单立军，陆云韬，
申请(专利权)人：东华大学，
类型：发明
国别省市：上海;31