一种基于复合材料铺层设计的层合板建模方法及装置.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115910239A(43)申请公布日2023.04.04(21)申请号202211325443.9(22)申请日2022.10.27(71)申请人中国航发北京航空材料研究院地址100095北京市海淀区温泉镇环山村(72)发明人赵亮陈源宏(74)专利代理机构北京集佳知识产权代理有限公司11227专利代理师张静(51)Int.Cl.G16C60/00(2019.01)G06F30/23(2020.01)G06T17/20(2006.01)G06F113/26(2020.01)G06F119/14(2020.01)权利要求书2页说明书10页附图3页(54)发明名称一种基于复合材料铺层设计的层合板建模方法及装置(57)摘要本发明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。CN115910239ACN115910239A权利要求书1/2页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。6.一种基于复合材料铺层设计的层合板建模装置，其特征在于，包括：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；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；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；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；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。7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述单层材料模型构建单元，具体用于：2CN115910239A权利要求书2/2页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。8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述铺层材料模型构建单元，具体用于：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。9.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述复合材料模型生成单元，具体用于：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。10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述模型装配单元，具体用于：将所述复合材料模型的编号装配给