[發明專利]復合材料鋪層調整的工程優化方法

有效

• 申請號: 201310365429.6
• 申請日: 2013-08-19
• 公開（公告）號: CN103400017A
• 公開（公告）日: 2013-11-20
• 發明（設計）人: 萇偉鵬;方采文;李同;楊學萌;薛大鵬;張樹軍;何續斌
• 申請（專利權）人: 中航沈飛民用飛機有限責任公司
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種復合材料鋪層調整的工程優化方法，其特征在于：包括鋪層比例調整優化方法和定向鋪層堆棧調整方法，所述鋪層比例調整優化方法是基于復合材料層壓板零件當前結構的初始鋪層數據，以整體結構的鋪層角比例差AML指標變化最小為優化目標，通過規劃求解的計算方法，得到彼此兼容的鋪層比例數據，然后以鋪層比例調整優化方法得到的鋪層比例數據為輸入，進行定向鋪層堆棧調整方法。

2.根據權利要求1所述復合材料鋪層調整的工程優化方法，其特征在于：所述鋪層比例調整優化方法，具體步驟如下：

（1）讀取初始鋪層數據，并統計每一區域內各角度的總層數及不同角度的總層數；

（2）建立求解模型，即按序建立參數計算公式，分別為：

①各角度鋪層比例=該角度鋪層數/總層數，

②：鋪層角比例AML=%±45-%0-|%(+45)-%(-45)|/2；

（3）完成限制條件和目標函數的設定，包括設定奇偶條件、設定層數條件、設定比例條件及設定求解目標；

（4）設定求解精度；

（5）規劃求解計算；

（6）判斷并輸出。

3.根據權利要求2所述復合材料鋪層調整的工程優化方法，其特征在于：所述設定奇偶條件：在鋪層比例的調整過程中，±45°的鋪層數恒為偶數，其通過以下公式實現：

±45°鋪層數=N*2，其中N為計算機隨機指定的非負整數；

所述設定總層數條件：即設定各厚度區域的總層數，在某一厚度區域內的各角度鋪層數在變化時，保持該厚度區域內的總層數不變，其公式為：總層數=（0°層數）+（45°層數）+（-45°層數）+（90°層數）。

設定比例條件是在鋪層比例的調整過程中，自動分析各區域中各角度鋪層比例可能的調整范圍；即在某一厚度區域內的各角度鋪層比例在變化時，不應超過該厚度區域指定的比例范圍。

4.根據權利要求3所述復合材料鋪層調整的工程優化方法，其特征在于：所述比例范圍的計算方法為：

首先，將不同的角度鋪層比例分為3個族，即：

a)SOFT：（40,40,20），即0°占40%，±45°占40%，90°占20%；

b)HARD：（60,30,10），即0°占60%，±45°占30%，90°占10%；

c)QUSI：（25,50,25），即0°占25%，±45°占50%，90°占25%；

其次，設定比例上下浮動范圍為5%，對多厚度區層壓板逐區域進行分析，在設定活動范圍內，確定與上述比例族的比例最為接近的區域；

然后，根據確定區域的對應比例族確定比例限定范圍。

5.根據權利要求4所述復合材料鋪層調整的工程優化方法，其特征在于：所述QUSI鋪層與SOFT鋪層相鄰，且兩者不兼容時，原QUSI鋪層向SOFT鋪層比例進行變化。

6.根據權利要求2所述復合材料鋪層調整的工程優化方法，其特征在于：所述設定目標函數是以鋪層角比例差AML整體變化最小為目標函數。

7.根據權利要求1述復合材料鋪層調整的工程優化方法，其特征在于：所述初始鋪層數據包括鋪層區域分區、各區域鋪層總數及各區域中各角度鋪層層數。

8.根據權利要求1所述復合材料鋪層堆棧調整的工程優化方法，其特征在于：所述定向鋪層堆棧調整方法是以鋪層比例調整優化方法的計算結果為鋪層數的輸入，而后對最薄層區域進行保護，即保持最薄層不變，以其輸入狀態的空間鋪層堆棧次序為基準，隨后次薄層在保持與最薄層堆棧次序相容的前提下，生成所有可能的堆棧次序設計方案，并通過調入現有的經典層壓板計算工具進行計算，直至得到最優解；隨后再以當前堆棧為基準，進行下一次薄區域的計算，依次遞推，完成從最薄層到最厚層的堆棧次序調整過程。