[發(fā)明專利]碳纖維復合材料工件性能指標的計算方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210126264.2
• 申請日: 2012-04-26
• 公開（公告）號: CN102636623A
• 公開（公告）日: 2012-08-15
• 發(fā)明（設計）人: 杜寶江;徐美琪;季長芹
• 申請（專利權）人: 上海滬江虛擬制造技術有限公司
• 主分類號: G01N33/00
• 分類號: G01N33/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發(fā)明涉及復合材料性能研究領域，具體的說是一種碳纖維復合材料工件性能指標的計算方法。

背景技術

對于像飛機復合材料件這類的高要求工件，影響其性能的參數很多，制作工藝參數的不均勻性會引起工件各部位的性能差異，如果只測量單個局部試樣的性能值，其結果有較多的不確定性，也不能很好的代表整個工件的性能。工件的使用過程中對不同部位的性能要求是不一樣的，而且實驗測試本身的不確定性需要足夠的樣本數來彌補，因此需要一種多部位多試樣測試和合理的計算方法來確定復合材料工件的性能指標。

發(fā)明內容

本發(fā)明為了克服現(xiàn)有技術的不足，提供了一種能精確計算出工件的性能指標，為工件的制造工藝和工件材料使用提供可靠依據的碳纖維復合材料工件性能指標的計算方法。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明設計了一種碳纖維復合材料工件性能指標的計算方法，其特征在于：包括如下步驟：

a取樣：對復合材料工件設置不同采樣部位，在每一采樣部位切取試樣；

b測試性能：對步驟a中得到的試樣進行性能實驗，測量出各個采樣點的實驗性能值，每個試樣的標號、性能值與試樣在工件三維坐標系中的位置和方向共同構成工件性能的空間標定體系；

c計算指標：計算出工件每個部位所取試樣的性能統(tǒng)計平均值作為該部位的實驗性能值，其次根據工件不同部位對工件總體性能的影響系數，計算出工件性能指標。

所述步驟a中，取樣步驟包括如下過程，將復合材料工件模型置于三維笛卡爾坐標系中，坐標原點為工件性能指標要求的位置點，標定取樣部位i，根據工件制作工藝的均勻性來設定部位的數量n；對任一取樣部位i根據測試指標的需求切取一個試樣塊，并標定試樣塊的位置坐標和方向角；然后對每一個試樣塊切取m個試樣，標定每個試樣的標號為i，j；

所述步驟b中，測試性能步驟包括如下過程，對第i個部位的第j個試樣進行性能測試，測試出其性能值M_i，j，將性能值M_i，j與部位對應的空間坐標D(X_i，Y_i，Z_i，A_i)形成實驗數據矩陣，待計算處理；

所述步驟C中，計算指標步驟包括如下過程，計算出工件每個部位所取m個試樣的性能統(tǒng)計平均值作為該部位的實驗性能值，其次根據工件不同部位對工件總體性能的影響系數，計算出工件性能指標。

所述的空間坐標D(X_i，Y_i，Z_i，A_i)，其中X_i，Y_i，Z_i值為第i個試樣的空間位置，A_i為該試樣的標定方向角。

本發(fā)明同現(xiàn)有技術相比，具有以下優(yōu)點：

A、采用空間分布式的工件采樣點切去試樣對工件進行多部位性能值測試，解決了單一采樣測試不能完全代表工件性能的局限性問題。

B、對同部位的多試樣測試數據進行統(tǒng)計平均計算，按部位性能對工件整體性能的影響系數計算工件性能指標，解決了工件性能指標的合理性問題，提高了測試計算的準確度。

C、根據測試指標類型、工件形狀和纖維構造方式，按照采樣部位的空間坐標和角度來計算該部位對工件總體性能的影響系數值，從根本上提高了復合材料工件件能指標的計算準確度。

附圖說明

圖1為本發(fā)明實施例中層狀碳纖維復合材料工件的采樣部位分布示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖對本發(fā)明作進一步描述。

本發(fā)明碳纖維復合材料工件性能指標的計算方法，包括如下步驟：

a取樣：將復合材料工件模型置于三維笛卡爾坐標系中，坐標原點為工件性能指標要求的位置點，標定取樣部位i，根據工件制作工藝的均勻性來設定部位的數量n；對任一取樣部位i根據測試指標的需求切取一個試樣塊，并標定試樣塊的位置坐標和方向角；然后對每一個試樣塊切取m個試樣，標定每個試樣的標號為i，j。

b測試性能：測試性能步驟包括如下過程，對第i個部位的第j個試樣進行性能測試，測試出其性能值M_i，j，將性能值M_i，j與部位對應的空間坐標D(X_i，Y_i，Z_i，A_i)形成實驗數據矩陣，待計算處理。