基于层压参数的复合材料层合板二维抽样优化方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN113886985A(43)申请公布日2022.01.04(21)申请号202111150809.9G06F113/24(2020.01)(22)申请日2021.09.29G06F119/14(2020.01)(71)申请人西北工业大学地址710000陕西省西安市碑林区友谊西路127号(72)发明人景钊(74)专利代理机构苏州中合知识产权代理事务所(普通合伙)32266代理人阮梅(51)Int.Cl.G06F30/17(2020.01)G06F30/20(2020.01)G06F111/04(2020.01)G06F111/10(2020.01)G06F113/26(2020.01)权利要求书3页说明书11页附图10页(54)发明名称基于层压参数的复合材料层合板二维抽样优化方法(57)摘要本发明提供基于层压参数的复合材料层合板二维抽样优化方法，包括如下步骤：通过在复合材料层合板所有铺层位置设置正的相同铺向角产生域D的各顶点，基于该顶点确定域C边界线并获得域C；在域C中产生均匀分布点；根据域C中均匀分布点，通过距离约束控制域D中的点，并生成域Ω中铺层序；局部抽样迭代优化；在域D中几个较好优化解附近，随机采样产生域Ω中的铺层序，计算目标函数并迭代直至收敛；采用序列排序搜索算法作为局部优化求解器，获取优化解。本发明通过距离约束控制铺层序在层压参数空间中的分布，且设计域始终为铺层序空间Ω，因此无需层压参数连续变量可行域，通过抽样优化逼近全局最优，最后通过局部优化求解器获得最终优化解。CN113886985ACN113886985A权利要求书1/3页1.基于层压参数的复合材料层合板二维抽样优化方法，其特征在于，具体包括如下步骤：步骤1、通过在复合材料层合板所有铺层位置设置正的相同铺向角产生设计域D的各顶点，并根据将各顶点确定设计域C的边界线，从而获得设计域C；步骤2、在设计域C中产生均匀分布的点；步骤3、根据设计域C中均匀分布的点，生成设计域Ω中的铺层序，铺层序对应的层压参数即在设计域D中均匀分布的点；步骤4、局部抽样优化：步骤401、筛选设计域D中P个最优解；步骤402、在筛选的P个最优解附近做局部抽样优化；步骤403、若局部抽样优化满足收敛条件，则获取抽样优化的优化解并转至步骤5；若不满足，则更新设计域D中的点并转至步骤401；步骤5、采用序列排序搜索算法作为局部优化求解器，获取抽样优化的最优解。2.根据权利要求1所述基于层压参数的复合材料层合板二维抽样优化方法，其特征在于，所述步骤1，具体包括如下步骤：在复合材料层合板所有铺层位置处设置正的相同铺向角铺层，并计算对应的层压参数和其中表示在层合板铺层序Φ所有位置设置正的相同铺向角铺层，且这些铺层构成了顶点集合：设计域C的边界由上述相邻顶点构成的直线表征，将相邻顶点构成的直线记为边界线Li，并将它们记录到集合BL中其中，Li即为第i个由顶点{si,si+1}连接而成的直线，由集合BL中的直线包围的区域即设计空间C。3.根据权利要求1所述基于层压参数的复合材料层合板二维抽样优化方法，其特征在于，所述步骤2，具体包括如下步骤：定义一个控制设计域C中点的距离或密度的参数为dc，定义任意两个点{si,si+1}的距离为其2范数：那么对于给定的参数dc，可在域C中随机产生一个新点并且该点需要满足以下距离约束：2CN113886985A权利要求书2/3页且该点需在设计域C内，即被集合BL中的边界线包围：那么该点snew将被添加到集合Sini中：Sini＝Sini∪{snew}(14)且集合Sini中的元素个数更新为|Sini|＝|Sini|+1，对于给定dc，若干个满足约束方程(11)和(12)的点可以加入到集合Sini中，但随着集合Sini中点的增多，约束方程(11)和(12)无法同时满足，此时必须将dc减小，以便更多满足约束方程(11)和(12)的点可以加入到集合Sini中，即距离参数dc表征了设计域C中点的密度，故dc由下式更新：(dc)i+1＝(dc)i‑Δd(15)。4.根据权利要求1所述基于层压参数的复合材料层合板二维抽样优化方法，其特征在于，所述步骤3，具体包括如下步骤：在铺层序设计空间Ω中，基于候选铺向角集合Θ＝{θ1,θ2,θ3,…,θm}随机产生100个铺层序Φi，并将它们记录到一个集合Ωran中：Ωran＝{Φi|i＝1,2,...,100,Φi∈Ω}(16)对应于铺层序Φi∈Ωran的层压参数为并将这些层压参数记录到集合Uran中其中LP表示层压参数计算过程，如式(5)所示，显然，对于任意一个点ui∈Uran，需对每一个点sj∈Sini评估以下距离约束其中ej为点sj的相邻点距离约束参数，通常取0