The invention discloses a discrete ply angle design method for laminated plates, which is used to solve the technical problems of large optimization problems in the existing discrete ply angle design method. The technical scheme is to use the two valued coding material interpolation model to establish the discrete layer angle optimization model. The design objective is the maximum of the overall stiffness of the structure, that is, the minimum degree of compliance, C, and the mathematical programming method is used to optimize the design. The design problem for any number of discrete ply angle on the applicability of this method, the required size of the number of design variables and optimization problems are not larger than the existing methods, can greatly reduce the number of variables and the optimization problem of scale and the number of laminate angle.
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种层合板铺层设计方法，特别涉及一种层合板离散铺层角度设计方 法。
技术介绍
层合板由于其轻质、高性能、可设计性强，在航空航天领域得到越来越广泛的应 用。层合板通常由多种不同纤维角的铺层复合而成，而每一层可能由具有不同纤维角的补 片构成。工程应用中，通常纤维角度取一系列离散值。因此，层合板离散铺层角度设计能够 实现结构的轻质高效的性能要求，尽可能的挖掘设计潜力，具有重要的理论和应用价值。现有的主要有两大类。一类是采用遗传算法等作为 优化算法。此类方法理论上具有全局寻优能力，并且能处理各类复杂性能要求；然而由于求 解效率低下，此类方法无法用于多变量大规模问题的求解。另一类方法是将离散铺层角度 设计问题转化为多相材料拓扑优化问题，采用灵敏度驱动的定量优化算法求解。此类方法 求解效率高，因此适用于多变量大规模设计问题，但难以保证获得全局最优解，某些复杂设 计要求也难以处理。文 1 "Stegmann J, Lund E.Discrete material optimization of general composite shell structures...
【技术保护点】
一种层合板离散铺层角度设计方法，其特征在于包括下述步骤：（ａ）对ｍ个铺层角度设计问题，每个单元所需设计变量数目ｍ↓［ｖ］＝「ｌｇ↓［２］ｍ」；建立层合板设计空间有限元模型和设计变量初始值ｘ↓［ｉｋ］＝０，其中，ｉ表示单元编号，ｋ表示该单元相应的第ｋ个设计变量；给定第ｊ种铺层角度下单元ｉ的刚度矩阵为Ｋ↓［ｉ］↑［（ｊ）］；采用以下公式设置系数ｓ↓［ｊｋ］的数值ｓ↓［ｊｋ］＝＊＊＊其中ｉｓｔｅｐ＝２↑［ｋ］ｉｍｏｄ＝＊＊＊（ｂ）根据当前设计变量值ｘ↓［ｉｋ］，采用以下公式计算每一有限元单元的刚度矩阵Ｋ↓［ｉ］Ｋ↓［ｉ］＝＊ｗ↓［ｉｊ］Ｋ↓［ｉ］↑［（ｊ）］式中，ｗ↓［ｉｊ］是每...
【技术特征摘要】
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