[發明專利]一種復合材料結構的鋪層優化方法

有效

• 申請號: 201811457897.5
• 申請日: 2018-11-30
• 公開（公告）號: CN109583090B
• 公開（公告）日: 2023-10-03
• 發明（設計）人: 姚宇地;吳迪;肖凱;劉賽;張濤;郭愛民;熊艷麗;陳飛;鄧云飛;彭波;孔文秦;徐方舟;石小亮;宋春雨;張斌
• 申請（專利權）人: 中國運載火箭技術研究院
• 主分類號: G06F30/23
• 分類號: G06F30/23;G06F30/15;G06F30/27;G06F113/26;G06F111/04;G06F111/06
• 代理公司: 中國航天科技專利中心 11009
• 代理人: 陳鵬

1.一種復合材料結構的鋪層優化方法，其特征在于，包括如下步驟：

S1，根據待優化結構的結構形式、鋪層信息和邊界條件建立有限元仿真模型，并生成初始計算文件；所述邊界條件為實際受力狀況；

S2，根據所述有限元仿真模型，確定待優化結構的優化變量、優化目標和約束條件，根據所述優化變量、優化目標和約束條件的特征信息確定優化算法，將所述優化變量、優化目標和約束條件作為優化算法的輸入，并與優化算法一并寫入初始計算文件，生成優化計算文件；

S3，將所述優化計算文件提交解算器進行計算，得到優化后的鋪層結構，完成待優化結構的結構優化。

2.根據權利要求1所述的一種復合材料結構的鋪層優化方法，其特征在于，所述待優化結構為截面為π型梁的5個桁條。

3.根據權利要求2所述的一種復合材料結構的鋪層優化方法，其特征在于，所述優化變量為所述5個桁條的頂梁寬度W、底梁寬度W1和桁條高度H，優化目標為總質量最小，所述約束條件為1mm<W<24mm，1mm<H<32mm，1mm<W1<16mm，所有梁均不發生失穩，且所有桁條的拉、壓應變均在設定值范圍內。

4.根據權利要求1或2所述的一種復合材料結構的鋪層優化方法，其特征在于，所述鋪層信息包括鋪層角度、鋪層數量和單層厚度。

5.根據權利要求1或2所述的一種復合材料結構的鋪層優化方法，其特征在于，所述有限元仿真模型在PATRAN中建立。

6.根據權利要求5所述的一種復合材料結構的鋪層優化方法，其特征在于，所述初始計算文件和優化計算文件分別為初始BDF文件和優化BDF文件。

7.根據權利要求6所述的一種復合材料結構的鋪層優化方法，其特征在于，所述解算器為NASRTAN。

8.根據權利要求1或2所述的一種復合材料結構的鋪層優化方法，其特征在于，所述特征信息為：優化變量為連續或離散，優化目標和約束條件為線性或非線性。

9.根據權利要求8所述的一種復合材料結構的鋪層優化方法，其特征在于，所述優化算法的選擇方法為：若優化變量為連續，且優化目標和約束條件為線性時，優化算法為傳統算法；當優化變量為離散，且優化目標和約束條件為非線性時，優化算法為智能算法；所述傳統算法包括梯度法、HASSIAN矩陣法、拉格朗日乘數法或梯度下降法；所述智能算法包括模擬退火、遺傳算法、禁忌搜索或神經網絡。

10.根據權利要求9所述的一種復合材料結構的鋪層優化方法，其特征在于，所述優化算法為梯度算法。