恭喜中国航空工业集团公司成都飞机设计研究所郭海峰获国家专利权
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龙图腾网恭喜中国航空工业集团公司成都飞机设计研究所申请的专利一种含丢层复合材料层合板铺层优化方法获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN114282408B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-06-17发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202111535614.6,技术领域涉及:G06F30/23;该发明授权一种含丢层复合材料层合板铺层优化方法是由郭海峰;齐利剑;夏银;袁一彬;王周宇;陈金睿设计研发完成,并于2021-12-15向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种含丢层复合材料层合板铺层优化方法在说明书摘要公布了:本发明属于复合材料结构设计技术领域,具体涉及一种含丢层复合材料层合板铺层优化方法。本发明提供了将含丢层复合材料层合板几何建模、有限元计算、铺层顺序优化串联起来的优化框架,在几何建模中根据丢层边界对模型进行区域划分,将整体复杂的结构分为了离散的区域,以插层的方式完成对每一个区域的铺层参数的设定从而获得铺层顺序,并且能够保证以该方法获得的铺层顺序满足可丢层性。优化过程将铺层顺化问题转化为了插层位置、角度优化问题,使优化效率更高。
本发明授权一种含丢层复合材料层合板铺层优化方法在权利要求书中公布了:1.一种含丢层复合材料层合板铺层优化方法,其特征在于,包括以下步骤: 步骤S1:在有限元软件中,按照丢层边界对模型划分为n个区域,各区域分别记为Qi——i=1、2...n; 步骤S2:在有限元软件中,对划分的区域分别设置各区域给定的初始铺层数量LQi、及各区域初始铺层顺序参数,所述各区域初始铺层顺序参数均为0; 步骤S3:在有限元软件中,建立约束条件,使结构选定的几何边界固支或者简支、对结构选定的几何元素进行加载,设置输出目标如应力、应变、位移;将上述建立的模型提交计算后生成包含完整铺层信息的网格模型INP文件; 步骤S4:对每一个划分的区域,建立与该区域铺层数量LQi相等的{Six——x=1、2...LQi}i=1...n作为各区域的铺层顺序参数; 步骤S5:对铺层数量最小的区域设置确定的铺层顺序参数S1x——x=1、2...LQ1; 步骤S6:以插层的方式按铺层数量由小到大的顺序设置其余各区域铺层顺序参数; 步骤S6中除了铺层数量最少区域的顺序参数在步骤S5设置好,其余区域对应的顺序参数均由插层的方式获得:考虑共n个区域的层合板,第i个区域写作Qi——i=1、2...n,LQi表示Qi区域的铺层数量,按照数量由小到大的排列规则得到:对有LQi<LQi+1;Six——x=1、2...LQi表示第i个区域第x个铺层的角度;所有区域相邻情况由n×n矩阵U表示: 若已知第i个区域所有Six——x=1、2...LQi,则第i+1个区域: 其中pim——m=1、2...LQi+1-LQi代表新建的铺层顺序参数,初始值取任意实数,后续值由优化算法控制;符号代表插层运算,表示第i个区域的序列中任意相邻元素Six、Six+1间插入新建的铺层顺序参数pim,形成新序列{Si1、Si2、pi1...piLQi+1-LQi、piLQi},新序列共有LQi+1个元素,将新序列按元素对Six+1赋值即: 以上步骤得到第i+1个区域的所有铺层顺序参数Si+1x,考虑第i+2个区域,有8种相邻情况: 情况1:Ui,i+1=1、Ui,i+2=1、Ui+1,i+2=1 情况2:Ui,i+1=1、Ui,i+2=1、Ui+1,i+2=0 情况3:Ui,i+1=1、Ui,i+2=0、Ui+1,i+2=1 情况4:Ui,i+1=0、Ui,i+2=0、Ui+1,i+2=0 情况5:Ui,i+1=0、Ui,i+2=1、Ui+1,i+2=1 情况6:Ui,i+1=0、Ui,i+2=0、Ui+1,i+2=1 情况7:Ui,i+1=0、Ui,i+2=1、Ui+1,i+2=0 情况8:Ui,i+1=0、Ui,i+2=0、Ui+1,i+2=0 对情况1、3、4、5、6、7、8: 对情况2可以任意使用以下公式之一确定Si+2x: 步骤S7:用步骤S6确定的各区域铺层顺序参数一一映射到所述步骤S3的INP文件中各区域初始铺层顺序参数,将映射后的INP文件输入有限元软件进行计算、得到输出目标结果; 步骤S8:根据所述步骤S7计算得到的输出目标结果,将铺层优化问题转化为插层优化问题,对铺层顺序参数赋予新的数值; 步骤S9:重复步骤S5-S8直到计算结果满足要求。
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