一种确定层合板复合材料的铺层角方向与厚度的方法技术

一种确定层合板复合材料的铺层角方向与厚度的方法，步骤:（1）建立层合板复合材料设计模型，将模型中离散变量转化为连续变量，并增加相应的约束，依照特定的初始化方案生成若干个粒子，每个粒子的坐标值都为一个设计方案；（2）记录初始时每个粒子的坐标值为个体最优方案，进而得到全局最优设计方案；（3）首先利用粒子群设计方法对粒子的位置进行更新，根据粒子的不同类型进行不同最大迭代次数数学规划设计；（4）得到新的层合板复合材料的潜在设计方案并更新个体与全局最优设计方案；（5）判断是否满足收敛条件，如不满足转到（3）；（6）将全局最优设计方案中的铺层厚度与圆整后的铺层方向作为最终的层合板复合材料的设计方案。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及复合材料优化设计方法领域，特别涉及一种粒子群方法与数学规划相结合的确定层合板复合材料的铺层角方向与厚度的方法。
技术介绍
层合板复合材料由高强度、低密度的纤维材料与基体组成，具有比传统材料更高的比强度和比模量，在航空航天、汽车等工业领域已得到广泛应用。但是，由于层合板复合材料具有各向异性，所以其性能与铺层角度等有着密切关系。在复杂结构承受复杂载荷时，相对于普通金属材料，其相应的结构设计也变得更加复杂。层合板复合材料的典型设计变量为铺层角度、铺层厚度。由于加工工艺的限制，层合板中各单层板的铺层角一般不能连续取值，通常只选择几个比较规则的角度，如0°、30°、45°等，而单层板的厚度一般可以在连续变量中选取。因此，层合板复合材料的优化设计属于混合优化设计，即包含连续的设计变量(铺层厚度)，又包含离散设计变量(铺层角度)。另外，由于复合材料力学特性十分复杂，目标函数和约束条件种类繁多，很多时候需要进行整体优化。目前的设计方法主要有基于微分的方法、枚举法、随机搜索方法和启发式搜索方法，但是由于现存算法的计算效率太低，故不适用于多个设计变量的层合板复合材料设计。群智能优化方法是本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种确定层合板复合材料的铺层角方向与厚度的方法，其特征在于实现步骤如下：（1）以层合板复合材料的铺层角方向与厚度为设计变量，以层合板复合材料的质量最小或者屈曲临界载荷最大为设计目标f(xC1,xC2...,xCd,xD1,xD2...,xDs)，以层合板复合材料的许用应力以及规定位置的位移为约束条件gj(xC1,xC2...,xCd,xD1,xD2...,xDs)，j为约束编号，p代表约束的个数，建立层合板复合材料设计的优化列式：minf(xC1,xC2...,xCd,xD1,xD2...,xDs)s,t.gj(xC1,xC2...,xCd,xD1,xD2...,xDs)≤0,j=0.1...

【技术特征摘要】
1.一种确定层合板复合材料的铺层角方向与厚度的方法，其特征在于实现步骤如下 (1)以层合板复合材料的铺层角方向与厚度为设计变量，以层合板复合材料的质量最小或者屈曲临界载荷最大为设计目标f (xCi, Xc2- · ·，Xcd, XD1, XD2· · ·，xDs)，以层合板复合材料的许用应力以及规定位置的位移为约束条件gj (xCl, Xc2- · ·，XCd. XD1，XD2· · ·，XDs)，J为约束编号，P代表约束的个数，建立层合板复合材料设计的优化列式2.根据权利要求1所述的一种确定层合板复合材料的铺层角方向与厚度的方法，其特征在于所述步骤(I)中数学规划设计方法包括序列二次规划方法、序列线性规划基于梯度理论的方法，具体实现包括四个步骤a.根据当前层合板复合材料的铺层厚度与铺层角方向，通过进行力学分析得到层合板复...

【专利技术属性】
技术研发人员：邱志平，李琦，王晓军，吕峥，王睿星，
申请(专利权)人：北京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：