[發明專利]一種復合材料板形變量的分析方法

有效

• 申請號: 201711249982.8
• 申請日: 2017-12-01
• 公開（公告）號: CN108009357B
• 公開（公告）日: 2021-01-29
• 發明（設計）人: 王琥;李啟迪;曾陽
• 申請（專利權）人: 湖南大學
• 主分類號: G06F30/23
• 分類號: G06F30/23;G06F113/24
• 代理公司: 北京風雅頌專利代理有限公司 11403
• 代理人: 馬驍;于潔

本發明公開了一種復合材料板形變量的分析方法，屬于復合材料技術領域。該方法包括如下步驟：步驟1，測量現有小樣本復合材料板中每層纖維的纖維鋪設角度誤差；步驟2，確定復合材料板中相鄰兩層纖維的纖維鋪設角度誤差之間的關系滿足的預設函數；步驟3，確定復合材料板中相鄰兩層纖維的纖維鋪設角度誤差之間的相關性系數，并獲取纖維鋪設角度誤差的樣本數據；步驟4，基于Mindlin板殼理論，建立復合材料板的有限元模型；步驟5，將步驟3中獲取的纖維鋪設角度誤差的樣本數據代入步驟4獲得的有限元模型中并通過重分析方法求解，得到大批量生產時復合材料板的形變量范圍；步驟6，對步驟5得到的復合材料板的形變量范圍進行評估分析。

技術領域

本發明涉及復合材料技術領域，特別是指一種復合材料板形變量的分析方法。

背景技術

復合材料板由多層纖維鋪設制作而成，在復合材料板生產制造的過程中，復合材料板的纖維鋪設難免會存在鋪設角度誤差，導致復合材料板的纖維鋪設走向與理想的復合材料板的纖維鋪設走向存在一個偏差值，除此之外，多層纖維層與層之間的鋪設角度誤差并非是相互獨立的，而是有一定的相互關系。

傳統考慮復合材料板形變量時，往往只考慮了單層纖維的鋪設角度誤差，認為每層纖維的鋪設角度誤差是相互獨立的，而忽略了復合材料板多層纖維層與層之間鋪設角度誤差存在相互影響的關系。

發明內容

有鑒于此，本發明的目的在于提出一種復合材料板形變量的分析方法，該方法不僅考慮了單層纖維的鋪設角度誤差，而且同時考慮了復合材料板中相鄰兩層纖維的纖維鋪設角度誤差之間的相互關系，通過該方法求得的復合材料板形變量更加準確，因此，可以由現有的少量復合材料板的數據分析出大批量生產該復合材料板時，復合材料板形變量的不確定度，從而為工程技術人員提供更多的信息進行分析。

基于上述目的本發明提供的一種復合材料板形變量的分析方法，該方法包括以下步驟：

步驟1，測量現有小樣本復合材料板中每層纖維的纖維鋪設角度誤差；

步驟2，確定復合材料板中相鄰兩層纖維的纖維鋪設角度誤差之間的關系滿足的預設函數；

步驟3，確定復合材料板中相鄰兩層纖維的纖維鋪設角度誤差之間的相關性系數，并獲取纖維鋪設角度誤差的樣本數據；

步驟4，基于Mindlin板殼理論，建立復合材料板的有限元模型；

步驟5，將步驟3中獲取的纖維鋪設角度誤差的樣本數據代入步驟4獲得的有限元模型中并通過重分析方法求解，得到大批量生產時復合材料板的形變量范圍；

步驟6，對步驟5得到的復合材料板的形變量范圍進行評估分析，得到大批量生產時復合材料板形變量的不確定度。

步驟2中的預設函數是基于貝葉斯理論確定的，將步驟1中獲得的復合材料板中相鄰兩層纖維的纖維鋪設角度誤差分別輸入貝葉斯推斷中，則會輸出一個這兩層纖維的纖維鋪設角度誤差之間最符合的一個預設函數關系。同理，依次類推，將相鄰兩層纖維的纖維鋪設角度誤差分別輸入貝葉斯推斷中，則最終得到復合材料板中該相鄰兩層纖維的纖維鋪設角度誤差之間的關系滿足的預設函數。

步驟3中相鄰兩層纖維的纖維鋪設角度誤差之間的相關性系數是由復合材料板的結構確定的，確定相鄰兩層纖維的纖維鋪設角度誤差之間的關系滿足的預設函數和相鄰兩層纖維的纖維鋪設角度誤差之間的相關性系數后，通過R語言中CDVine模塊生成較多的樣本數據。

經典的板殼理論在建立有限元模型時，是不考慮板殼的橫向變形的，而步驟4中的Mindlin板殼理論則將這種橫向變形考慮進去。