一种变刚度复合材料层合板的有限元建模方法技术

本发明专利技术公开了一种变刚度复合材料层合板的有限元建模方法，通过Python和PCL语言进行编程，将Patran有限元建立的有限元模型中层合板壳单元的纤维角度、节点的信息通过运行文件直接提取出来，计算出每个壳单元的中心节点坐标，如果壳单元尺寸较小，可近似将该点的纤维角度视为该单元的纤维角度，最后将每个壳单元的纤维角度按照设定的曲线轨迹进行重新赋予壳单元属性，实现该层合板的纤维曲线铺设。利用Patran和Python结合得到的变刚度层合板模型，再将模型提交Nastran进行求解分析，通过Patran导入进行可视化处理。该方法联合Python和PCL两种编程语言，不需借助其它平台，利用Patran可实现变刚度层合板的有限元建模。

【技术实现步骤摘要】
一种变刚度复合材料层合板的有限元建模方法
本专利技术涉及变刚度复合材料层合板的建模方法，具体地说，涉及一种基于Patran和Python的变刚度复合材料层合板的建模方法。
技术介绍
传统复合材料由于其比刚度大、比强度高以及可设计性强的优异力学性能，在航空航天、机械建筑、运输工具以及医疗仪器诸多领域得到其广泛应用。复合材料是应时代发展、科学需要的最具前景和生命力的材料，逐渐成为金属合金的替代材料。使用高强度轻质量的复合材料既可以减轻结构质量，又可以降低燃油的损耗，同时随着对复合材料制造和成型技艺的深入研究，使得不管在民用方面还是军用方面，复合材料的使用量都在持续上升。目前在航空航天领域应用的复合材料主要有金属基、树脂基和陶瓷基三种，其中树脂基碳纤维增强复合材料应用最为广泛，按照结构形式分类，复合材料又可分为层状复合材料、三维机织复合材料和夹层复合材料。为了进一步增强复合材料的可设计性以提高结构效率，出现了变刚度复合材料这一概念。传统的复合材料层合板采用纤维直线铺设的工艺，因此纤维本身的优良性能没有完全发挥，变刚度复合材料层合板单层中纤维角本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种变刚度复合材料层合板的有限元建模方法，其特征在于包括以下步骤:/n步骤1.通过有限元软件Patran采用软件自带的建模条件完成直线铺设，得到完整的常刚度层合板模型；在几何建模过程中，根据设定的曲线纤维路径，需要在模型几何中心建立局部坐标系，并设置壳单元节点输出以此为参考坐标系；/n步骤2.针对直线铺设得到的层合板，利用Python编写脚本文件，得到壳单元的节点坐标以及纤维角度信息，同时选定纤维曲线路径，根据曲线铺层轨迹和纤维铺放形式实现层合板的曲线铺设；/na.在选择参考路径和曲线铺层实现方式时，针对层合板的每个单层进行的，如果需要对某个特定的单层进行曲线铺层，可通过逐层判断选择需要修...

【技术特征摘要】
1.一种变刚度复合材料层合板的有限元建模方法，其特征在于包括以下步骤:
步骤1.通过有限元软件Patran采用软件自带的建模条件完成直线铺设，得到完整的常刚度层合板模型；在几何建模过程中，根据设定的曲线纤维路径，需要在模型几何中心建立局部坐标系，并设置壳单元节点输出以此为参考坐标系；
步骤2.针对直线铺设得到的层合板，利用Python编写脚本文件，得到壳单元的节点坐标以及纤维角度信息，同时选定纤维曲线路径，根据曲线铺层轨迹和纤维铺放形式实现层合板的曲线铺设；
a.在选择参考路径和曲线铺层实现方式时，针对层合板的每个单层进行的，如果需要对某个特定的单层进行曲线铺层，可通过逐层判断选择需要修改的某单层，可实现直曲线混合铺层；
b.实现变刚度建模是通过脚本文件提...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄涛，薛飞红，龚耀华，张诗雨，
申请(专利权)人：西北工业大学，
类型：发明
国别省市：陕西;61