一种L型复合材料制件固化变形回弹角的预测方法技术

本发明专利技术公开了一种L型复合材料制件固化变形回弹角的预测方法，属于复合材料有限元计算技术领域，其特征在于，包括以下步骤：a、模型建立，在图形处理软件中构建模型型面，并对模型的特征结构变量进行赋值，然后将模型型面导入有限元处理软件，并进行网格划分、边界约束和材料铺层设置；b、有限元仿真计算；c、变形回弹角的测量；d、生成预测模型。本发明专利技术通过建立多组连续变量的几何模型，并通过特征赋值，进行有限元仿真计算，最终建立任意几何结构参数下的固化变形回弹角预测模型，从而能够实现精准预测L型复合材料制件在任意几何结构参数下的固化回弹变形情况。

【技术实现步骤摘要】
一种L型复合材料制件固化变形回弹角的预测方法
本专利技术涉及到复合材料有限元计算
，尤其涉及一种L型复合材料制件固化变形回弹角的预测方法。
技术介绍
复合材料固化变形是引起装配配合超差的最主要因素，因此设计者希望在零件制造前能够提前预测出制件的固化变形情况，进而优化结构或者进行合理的容差分配。当前对复合材料固化变形进行预测的主要方法是通过有限元仿真计算来实现，这种方式的计算结果较为精确，且都有明确的物理模型进行支撑，固化的全过程都可以进行拆解分析。但是该方法的建模过程复杂，每当需要计算一个制件时，就需要重新建立一个模型进行计算，预测效率极其低下。复合材料制件的固化变形主要分为两种，一种是平板的翘曲，一种是集中发生在转角区的回弹变形，其中转角区发生的回弹变形对装配的影响更大。引起复合材料固化变形的因素有很多，如铺层、材料或结构，对于设计者更关心的是结构的影响，因此设计者希望有一个模型能够预测任意几何结构参数条件下制件的变形情况。公开号为CN112036062A，公开日为2020年12月04日的中国专利文献公开了一种金属材料弯曲成形回弹角预测方法，包括以下步骤：步骤1：建立金属材料弯曲回弹有限元模型，利用有限元仿真软件对金属材料弯曲回弹进行虚拟正交试验，获得金属材料弯曲回弹角度的数值模拟数据；步骤2：对金属材料弯曲回弹角度的数值模拟数据进行极差分析，确定对金属材料弯曲回弹角度影响最显著的主因素；步骤3：每个主因素考察三个水平，建立田口正交试验表，从虚拟正交试验表中，主因素的每个水平随机选做一次真实的实验，获得金属材料弯曲回弹角度的实验数据；步骤4：用金属材料弯曲回弹角度在主因素一定水平条件下的实验数据除以数值模拟数据，获得回弹角度在主因素该水平条件下的修正系数；依次计算回弹角度在主因素其它同一水平条件下的实验数据与数值模拟数据的比值，获得回弹角度在主因素各水平条件下的修正系数；步骤5：用主因素各水平条件下的修正系数与对应的数值模拟数据相乘积，获得各工况条件下虚拟正交试验的修正值；步骤6：基于人工神经网络建立金属材料弯曲回弹角度的预测模型，运用虚拟正交试验工况条件下的修正数据对神经网络进行训练学习之后，输入金属材料弯曲回弹未知工况数据，经神经网络计算，获得该未知工况下金属材料弯曲回弹角度的预测值。该专利文献公开的金属材料弯曲成形回弹角预测方法，利用有限元分析反映出的弯曲成形系统内在规律来填充缺失数据，分析误差小，预测精确度高。但是，针对L型复合材料不能建立任意几何结构参数下的固化变形回弹角预测模型，无法精准预测L型复合材料制件在任意几何结构参数下的固化回弹变形情况。
技术实现思路
本专利技术为了克服上述现有技术的缺陷，提供一种L型复合材料制件固化变形回弹角的预测方法，本专利技术通过建立多组连续变量的几何模型，并通过特征赋值，进行有限元仿真计算，最终建立任意几何结构参数下的固化变形回弹角预测模型，从而能够实现精准预测L型复合材料制件在任意几何结构参数下的固化回弹变形情况。本专利技术通过下述技术方案实现：一种L型复合材料制件固化变形回弹角的预测方法，其特征在于，包括以下步骤：a、模型建立在图形处理软件中构建模型型面，并对模型的特征结构变量进行赋值，特征结构变量包含R区曲率半径、R区开口角度、层板厚度和两侧平板区长度，然后将模型型面导入有限元处理软件，并进行网格划分、边界约束和材料铺层设置；b、有限元仿真计算在有限元处理软件中根据预先设定的固化变形子程序进行固化过程模拟计算；c、变形回弹角的测量对有限元计算的结果采用相同标准进行回弹角的测量计算；d、生成预测模型将回弹角的测量结果与几何结构变形进行对应，形成任意几何结构参数的固化回弹角预测模型。所述步骤a中，对模型的特征结构变量进行赋值具体是指将R区曲率半径、R区开口角度、层板厚度和两侧平板区长度中的任意一个作为连续几何变量，余下三个几何变量赋予特征值进行计算。所述连续几何变量为R区曲率半径，R区开口角度、层板厚度和两侧平板区长度通过赋予特征值进行计算。所述步骤c中，回弹角的测量计算具体是指通过测量两侧平板区的夹角来计算回弹角，测量点选择距离与R区接触边界20-30mm范围内，轴向测量点每间隔一段距离测量一个点，完成不同曲率半径下回弹角的测量。所述步骤d中，生成预测模型具体是指将不同曲率半径回弹角的测量结果汇总形成连续曲线。所述连续曲线包括一体式连续模型的预测曲线和分段式模型的预测曲线。本专利技术的有益效果是：本专利技术，a、模型建立，在图形处理软件中构建模型型面，并对模型的特征结构变量进行赋值，特征结构变量包含R区曲率半径、R区开口角度、层板厚度和两侧平板区长度，然后将模型型面导入有限元处理软件，并进行网格划分、边界约束和材料铺层设置；b、有限元仿真计算，在有限元处理软件中根据预先设定的固化变形子程序进行固化过程模拟计算；c、变形回弹角的测量，对有限元计算的结果采用相同标准进行回弹角的测量计算；d、生成预测模型，将回弹角的测量结果与几何结构变形进行对应，形成任意几何结构参数的固化回弹角预测模型。较现有技术而言，本专利技术通过建立多组连续变量的几何模型，并通过特征赋值，进行有限元仿真计算，最终建立任意几何结构参数下的固化变形回弹角预测模型，从而能够实现精准预测L型复合材料制件在任意几何结构参数下的固化回弹变形情况。附图说明下面将结合说明书附图和具体实施方式对本专利技术作进一步的具体说明：图1是L型复合材料制件不同曲率半径下回弹角的预测模型以及与实测结果及离散模型的对比图；图2是平板区长度为零的L型复合材料制件不同曲率半径下回弹角的曲线图。具体实施方式实施例1一种L型复合材料制件固化变形回弹角的预测方法，包括以下步骤：a、模型建立在图形处理软件中构建模型型面，并对模型的特征结构变量进行赋值，特征结构变量包含R区曲率半径、R区开口角度、层板厚度和两侧平板区长度，然后将模型型面导入有限元处理软件，并进行网格划分、边界约束和材料铺层设置；b、有限元仿真计算在有限元处理软件中根据预先设定的固化变形子程序进行固化过程模拟计算；c、变形回弹角的测量对有限元计算的结果采用相同标准进行回弹角的测量计算；d、生成预测模型将回弹角的测量结果与几何结构变形进行对应，形成任意几何结构参数的固化回弹角预测模型。实施例2一种L型复合材料制件固化变形回弹角的预测方法，包括以下步骤：a、模型建立在图形处理软件中构建模型型面，并对模型的特征结构变量进行赋值，特征结构变量包含R区曲率半径、R区开口角度、层板厚度和两侧平板区长度，然后将模型型面导入有限元处理软件，并进行网格划分、边界约束和材料铺层设置；b、有限元仿真计算在有限元处理软件中根据预先设定的固化变形子程序进行固本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种L型复合材料制件固化变形回弹角的预测方法，其特征在于，包括以下步骤：/na、模型建立/n在图形处理软件中构建模型型面，并对模型的特征结构变量进行赋值，特征结构变量包含R区曲率半径、R区开口角度、层板厚度和两侧平板区长度，然后将模型型面导入有限元处理软件，并进行网格划分、边界约束和材料铺层设置；/nb、有限元仿真计算/n在有限元处理软件中根据预先设定的固化变形子程序进行固化过程模拟计算；/nc、变形回弹角的测量/n对有限元计算的结果采用相同标准进行回弹角的测量计算；/nd、生成预测模型/n将回弹角的测量结果与几何结构变形进行对应，形成任意几何结构参数的固化回弹角预测模型。/n

【技术特征摘要】
1.一种L型复合材料制件固化变形回弹角的预测方法，其特征在于，包括以下步骤：
a、模型建立
在图形处理软件中构建模型型面，并对模型的特征结构变量进行赋值，特征结构变量包含R区曲率半径、R区开口角度、层板厚度和两侧平板区长度，然后将模型型面导入有限元处理软件，并进行网格划分、边界约束和材料铺层设置；
b、有限元仿真计算
在有限元处理软件中根据预先设定的固化变形子程序进行固化过程模拟计算；
c、变形回弹角的测量
对有限元计算的结果采用相同标准进行回弹角的测量计算；
d、生成预测模型
将回弹角的测量结果与几何结构变形进行对应，形成任意几何结构参数的固化回弹角预测模型。


2.根据权利要求1所述的一种L型复合材料制件固化变形回弹角的预测方法，其特征在于：所述步骤a中，对模型的特征结构变量进行赋值具体是指将R区曲率半径、R区开口角度、层板厚度和两侧平板区长度中的任意一个作为连续几何变量，余下三个几何变量赋...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄海超，程勇，赵文琛，龚家谦，
申请(专利权)人：成都飞机工业集团有限责任公司，
类型：发明
国别省市：四川;51