一种基于复合材料铺层设计的层合板建模方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种基于复合材料铺层设计的层合板建模方法及装置，通过单层材料、铺层材料和复合材料三个层次，全面、准确的描述复合材料的物理特性，给复合材料结构线性静力学有限元仿真提供了技术支撑，解决了复合材料结构线性静力学有限元仿真中建模复杂度高、建模精度低的问题，有效提高了建模效率。有效提高了建模效率。有效提高了建模效率。

【技术实现步骤摘要】
一种基于复合材料铺层设计的层合板建模方法及装置


[0001]本专利技术涉及计算机
，更具体的，涉及一种基于复合材料铺层设计的层合板建模方法及装置。

技术介绍

[0002]复合材料是由不同的材料复合而成，内部结构复杂。在复合材料结构线性静力学有限元仿真中，复合材料层合板铺层数量、铺层顺序多样，需要完成多个复合材料网格模型结构与复合材料模型的装配，建模复杂度高、建模精度低。

技术实现思路

[0003]有鉴于此，本专利技术提供了，一种基于复合材料铺层设计的层合板建模方法及装置，解决了复合材料结构线性静力学有限元仿真中建模复杂度高、建模精度低的问题，有效提高了建模效率。
[0004]为了实现上述专利技术目的，本专利技术提供的具体技术方案如下：
[0005]一种基于复合材料铺层设计的层合板建模方法，包括：
[0006]构建壳单元层合板网格部件模型；
[0007]构建复合材料的单层材料模型；
[0008]设置单层材料的铺层角度和铺层厚度，建立所述单层材料模型对应的铺层材料模型；
[0009]响应于复合材料铺层设计指令，在所述铺层材料模型的基础上生成复合材料模型；
[0010]将所述复合材料模型装配给所述壳单元层合板网格部件模型。
[0011]可选的，所述构建复合材料的单层材料模型，包括：
[0012]设置单层材料分类和单层材料名称；
[0013]生成单层材料编号；
[0014]基于单层正交各向异性材料在材料主方向上的应力—应变关系，构建表示单层材料在不同方向的弹性模量、面内泊松比以及面内剪切模量的所述单层材料模型；
[0015]将所述单层材料模型存储在单层材料文件中。
[0016]可选的，所述设置单层材料的铺层角度和铺层厚度，建立所述单层材料模型对应的铺层材料模型，包括：
[0017]设置铺层名称；
[0018]生成铺层编号；
[0019]设置单层材料的铺层角度和铺层厚度，在所述单层材料模型的基础上，构建所述铺层材料模型；
[0020]将所述铺层材料模型存储到铺层材料文件中。
[0021]可选的，所述响应于复合材料铺层设计指令，在所述铺层材料模型的基础上生成
复合材料模型，包括：
[0022]响应于复合材料铺层设计指令，对铺层材料的顺序和层数进行设计，铺层顺序沿着单元法向方向，生成所述复合材料模型，所述复合材料铺层设计指令包括：复制指令、对称指令、反对称指令和删除指令；
[0023]生成所述复合材料模型的编号；
[0024]将所述复合材料模型存储在复合材料模型文件中。
[0025]可选的，将所述复合材料模型装配给所述壳单元层合板网格部件模型，包括：
[0026]将所述复合材料模型的编号装配给所述壳单元层合板网格部件模型的部件中；
[0027]导出计算文件，完成复合材料结构有限元计算文件的创建。
[0028]一种基于复合材料铺层设计的层合板建模装置，包括：
[0029]网格部件模型构建单元，用于构建壳单元层合板网格部件模型；
[0030]单层材料模型构建单元，用于构建复合材料的单层材料模型；
[0031]铺层材料模型构建单元，用于设置单层材料的铺层角度和铺层厚度，建立所述单层材料模型对应的铺层材料模型；
[0032]复合材料模型生成单元，用于响应于复合材料铺层设计指令，在所述铺层材料模型的基础上生成复合材料模型；
[0033]模型装配单元，用于将所述复合材料模型装配给所述壳单元层合板网格部件模型。
[0034]可选的，所述单层材料模型构建单元，具体用于：
[0035]设置单层材料分类和单层材料名称；
[0036]生成单层材料编号；
[0037]基于单层正交各向异性材料在材料主方向上的应力—应变关系，构建表示单层材料在不同方向的弹性模量、面内泊松比以及面内剪切模量的所述单层材料模型；
[0038]将所述单层材料模型存储在单层材料文件中。
[0039]可选的，所述铺层材料模型构建单元，具体用于：
[0040]设置铺层名称；
[0041]生成铺层编号；
[0042]设置单层材料的铺层角度和铺层厚度，在所述单层材料模型的基础上，构建所述铺层材料模型；
[0043]将所述铺层材料模型存储到铺层材料文件中。
[0044]可选的，所述复合材料模型生成单元，具体用于：
[0045]响应于复合材料铺层设计指令，对铺层材料的顺序和层数进行设计，铺层顺序沿着单元法向方向，生成所述复合材料模型，所述复合材料铺层设计指令包括：复制指令、对称指令、反对称指令和删除指令；
[0046]生成所述复合材料模型的编号；
[0047]将所述复合材料模型存储在复合材料模型文件中。
[0048]可选的，所述模型装配单元，具体用于：
[0049]将所述复合材料模型的编号装配给所述壳单元层合板网格部件模型的部件中；
[0050]导出计算文件，完成复合材料结构有限元计算文件的创建。
[0051]相对于现有技术，本专利技术的有益效果如下：
[0052]本专利技术公开的一种基于复合材料铺层设计的层合板建模方法及装置，通过单层材料、铺层材料和复合材料三个层次，全面、准确的描述复合材料的物理特性，给复合材料结构线性静力学有限元仿真提供了技术支撑，解决了复合材料结构线性静力学有限元仿真中建模复杂度高、建模精度低的问题，有效提高了建模效率。
附图说明
[0053]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
[0054]图1为本专利技术实施例公开的一种基于复合材料铺层设计的层合板建模方法的流程示意图；
[0055]图2为本专利技术实施例公开的一种复合材料铺层设计界面示意图；
[0056]图3为本专利技术实施例公开的一种复合材料铺层方向示意图；
[0057]图4为本专利技术实施例公开的一种复合材料铺层示意图；
[0058]图5为本专利技术实施例公开的一种基于复合材料铺层设计的层合板建模装置的结构示意图。
具体实施方式
[0059]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0060]本专利技术提供了一种基于复合材料铺层设计的层合板建模方法及装置，通过单层材料、铺层材料和复合材料三个层次，全面、准确的描述复合材料的物理特性，有效提高了建模效率。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于复合材料铺层设计的层合板建模方法，其特征在于，包括：构建壳单元层合板网格部件模型；构建复合材料的单层材料模型；设置单层材料的铺层角度和铺层厚度，建立所述单层材料模型对应的铺层材料模型；响应于复合材料铺层设计指令，在所述铺层材料模型的基础上生成复合材料模型；将所述复合材料模型装配给所述壳单元层合板网格部件模型。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述构建复合材料的单层材料模型，包括：设置单层材料分类和单层材料名称；生成单层材料编号；基于单层正交各向异性材料在材料主方向上的应力—应变关系，构建表示单层材料在不同方向的弹性模量、面内泊松比以及面内剪切模量的所述单层材料模型；将所述单层材料模型存储在单层材料文件中。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述设置单层材料的铺层角度和铺层厚度，建立所述单层材料模型对应的铺层材料模型，包括：设置铺层名称；生成铺层编号；设置单层材料的铺层角度和铺层厚度，在所述单层材料模型的基础上，构建所述铺层材料模型；将所述铺层材料模型存储到铺层材料文件中。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述响应于复合材料铺层设计指令，在所述铺层材料模型的基础上生成复合材料模型，包括：响应于复合材料铺层设计指令，对铺层材料的顺序和层数进行设计，铺层顺序沿着单元法向方向，生成所述复合材料模型，所述复合材料铺层设计指令包括：复制指令、对称指令、反对称指令和删除指令；生成所述复合材料模型的编号；将所述复合材料模型存储在复合材料模型文件中。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，将所述复合材料模型装配给所述壳单元层合板网格部件模型，包括：将所述复合材料模型的编号装配给所述壳单元层合板网格部件模型的部件中；导出计算文件，完成复合材料结构有限元计算文件的创建。6.一种基于...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵亮，陈源宏，
申请(专利权)人：中国航发北京航空材料研究院，
类型：发明
国别省市：