多层复合材料层合板的铺层参数确定方法及相关装置制造方法及图纸

技术编号:43366326 阅读:18 留言:0更新日期:2024-11-19 17:48
本申请公开一种多层复合材料层合板的铺层参数确定方法及相关装置,涉及工程结构设计领域,预先设定多组备选铺层参数,针对每组备选铺层参数确定一表征采用该备选铺层参数时多层复合材料层合板的内力与形变的刚度矩阵,每个有限元单元对于每组备选铺层参数以及对应的权重得到虚拟刚度矩阵,基于虚拟刚度矩阵调整其对应的每组备选铺层参数的权重,至目标有限元单元对应的目标备选铺层参数的权重达到目标值,权重达到目标值表征该组备选铺层参数的权重大于其他备选铺层参数的权重,确定该组备选铺层参数对应结构作为多层复合材料层合板的结构,本申请降低了优化过程中计算量。

【技术实现步骤摘要】

本申请涉及工程结构设计,尤其涉及一种多层复合材料层合板的铺层参数确定方法及相关装置


技术介绍

1、复合材料是指由两种或者两种以上不同性能的材料在宏观尺度上组成的多相材料,通常以纤维增强层合板结构制造,由于其特殊的比强度和刚度,广泛用于航空航天和其他高性能应用。

2、多层复合材料层合板的刚度、强度和屈曲性能与各层中纤维角度和厚度密切相关。因此,如何确定层合板的各层中纤维角度已经成为多层复合材料层合板结构设计中一个备受关注的方向。

3、拓扑优化技术在航空航天等工程领域已经成为最有效的轻量化和性能设计工具。到目前为止,拓扑优化主要基于密度法、结构渐进法以及水平集法等优化框架实现。而针对实际工程问题,基于密度法框架的拓扑优化方法得到更广泛的应用。

4、目前,确定多层复合材料层合板中各层纤维角度的方式是针对层合板设置多个有限元单元,每个有限元单元对于其对应区域的层合板各层纤维角度进行计算,从单层开始,每次增加一层,依次计算每增加一层的层压板的相应性能参数,由于在计算过程中需要考虑工艺制造带来的额外层间约束,导致计算过程的计算量巨本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种多层复合材料层合板的铺层参数确定方法,其特征在于,包括:

2.根据权利要求1所述的多层复合材料层合板的铺层参数确定方法,其特征在于,所述利用基于梯度的优化算法,控制每个有限元单元基于虚拟刚度矩阵调整对应每组备选铺层参数的权重,至目标有限元单元对应的目标备选铺层参数的权重达到目标值,包括:

3.根据权利要求1所述的多层复合材料层合板的铺层参数确定方法,其特征在于,所述依据每个有限元单元针对每组备选铺层参数对应的权重以及每组备选铺层参数对应的刚度矩阵,得到所述有限元单元的虚拟刚度矩阵,包括:

4.根据权利要求2所述的多层复合材料层合板的铺层参数确定...

【技术特征摘要】

1.一种多层复合材料层合板的铺层参数确定方法,其特征在于,包括:

2.根据权利要求1所述的多层复合材料层合板的铺层参数确定方法,其特征在于,所述利用基于梯度的优化算法,控制每个有限元单元基于虚拟刚度矩阵调整对应每组备选铺层参数的权重,至目标有限元单元对应的目标备选铺层参数的权重达到目标值,包括:

3.根据权利要求1所述的多层复合材料层合板的铺层参数确定方法,其特征在于,所述依据每个有限元单元针对每组备选铺层参数对应的权重以及每组备选铺层参数对应的刚度矩阵,得到所述有限元单元的虚拟刚度矩阵,包括:

4.根据权利要求2所述的多层复合材料层合板的铺层参数确定方法,其特征在于,所述利用基于梯度的优化算法,控制每个有限元单元依据所述第一属性值,调整若干组备选铺层参数中至少两组备选铺层参数对应的权重,至目标有限元单元对应的目标备选铺层参数的权重达到目标值,包括:

5.根据权利要求3所述的多层复合...

【专利技术属性】
技术研发人员:高彤张卫红方平矗
申请(专利权)人:西北工业大学
类型:发明
国别省市:

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