基于纤维连续性模型的锥形加筋舱铺层顺序优化方法技术

本发明专利技术提供了基于纤维连续性模型的锥形加筋舱铺层顺序优化方法，包括如下步骤：S1：获取待优化的复合材料锥形加筋舱铺层的设计变量、设计空间以及待优化的性能指标；S2：构建基于区域序列的纤维连续性模型；S3：根据构建的基于区域序列的纤维连续性模型，建立复合材料锥形加筋舱铺层有限元模型；S4：根据复合材料锥形加筋舱铺层有限元模型，通过有限元分析得到复合材料锥形加筋舱铺层质量；S5：建立优化模型，并采用遗传算法对所述优化模型进行求解；S6：通过复合材料锥形加筋舱的起竖工况和轴压工况进行有限元分析，对优化结果进行验证。证。证。

【技术实现步骤摘要】
基于纤维连续性模型的锥形加筋舱铺层顺序优化方法


[0001]本专利技术涉及复合材料锥形加筋舱铺层优化设计
，尤其涉及一种基于纤维连续性模型的锥形加筋舱铺层顺序优化方法。

技术介绍

[0002]二十世纪以来，航空航天领域一直是世界各国进行激烈角逐的主要战场之一。其中，运载火箭作为一种重要的航天运载器，代表了一个国家航天科技的中坚力量和坚实基础。锥形加筋舱这一结构形式在运载火箭中应用广泛，除了可以安装各种控制器和传感器，锥形加筋舱更为重要的结构功能是承受并传递载荷。作为一种薄壁结构，加筋舱受轴压作用下会发生屈曲失稳。因此，对锥形加筋薄壳结构进行稳定性分析和设计必不可少。此外，作为一种重要的航天结构，锥形加筋舱在满足各种载荷约束条件下，轻量化是其永恒不变的主题，而复合材料由于其优异性能使其在航空航天器中获得了广泛的应用。为了充分利用纤维增强复合材料广阔的设计空间和结构减重潜力，需要应用现代结构优化设计技术对复合材料结构进行优化设计。然而复合材料结构的高度可裁剪性，带来广阔的设计空间的同时，也给实际的工程应用带来了很大的困难，优化区域之间的纤维连本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.基于纤维连续性模型的锥形加筋舱铺层顺序优化方法，其特征在于：包括如下步骤：S1：获取待优化的复合材料锥形加筋舱铺层的设计变量、设计空间以及待优化的性能指标；设计变量包括形成锥形加筋舱铺层的蒙皮铺层和筋条截面尺寸；设计空间即为设计变量的变化范围所组成的空间；待优化的性能指标为复合材料锥形加强筋铺层的质量；S2：构建基于区域序列的纤维连续性模型；S3：根据构建的基于区域序列的纤维连续性模型，建立复合材料锥形加筋舱铺层有限元模型；S4：根据复合材料锥形加筋舱铺层有限元模型，通过有限元分析得到复合材料锥形加筋舱铺层质量；S5：建立优化模型，并采用遗传算法对所述优化模型进行求解；S6：通过复合材料锥形加筋舱的起竖工况和轴压工况进行有限元分析，对优化结果进行验证。2.根据权利要求1所述的基于纤维连续性模型的锥形加筋舱铺层顺序优化方法，其特征在于：步骤S2中所述构建基于区域序列的纤维连续性模型，是在经典向导式连续模型的基础上增加了铺层角度序列和铺层区域长度序列，通过铺层角度序列和铺层区域长度序列对复合材料的层合板进行定义：；其中表示层合板的铺层角度序列；表示铺层区域长度序列；每个组合对应了各个单层铺设的区域，表示层合板第一个单层以角度铺设在第个区域；竖线右侧表示共有个区域。3.根据权利要求1所述的基于纤维连续性模型的锥形加筋舱铺层顺序优化方法，其特征在于：步骤S4中所述通过有限元分析得到复合材料锥形加筋舱铺层质量，是指通过静力分析和屈曲分析；其中静力分析包括计算复合材料锥形加筋舱铺层有限元模型的质量和最大应变，屈曲分析包括计算屈曲因子。4.根据权利要求3所述的基于纤维连续性模型的锥形加筋舱铺层顺序优化方法，其特征在于：步骤S5中所述建立优化模型，并采用遗传算法对所述优化模型进行求解，是建立如下优化模型：；；；其中为模型质量；为对复合材料锥形加筋舱铺层有限元模型进行单元简化后的单元最大应变；为许用应变；为屈曲因子；为获取模型质量取值最小情形；采用遗传算法对优化模型进行求解的步骤包括：S501：对...

【专利技术属性】
技术研发人员：周奇，林泉，金朋，黄旭丰，吴金红，胡杰翔，刘华坪，王胜一，郑建国，夏凉，
申请(专利权)人：华中科技大学，
类型：发明
国别省市：