[發明專利]局部延展變形的小曲率曲面展開方法

在審

• 申請號: 202111102081.2
• 申請日: 2021-09-18
• 公開（公告）號: CN113704929A
• 公開（公告）日: 2021-11-26
• 發明（設計）人: 胡永祥;江劍成;張天楊;毛展晨;唐鑫森
• 申請（專利權）人: 上海交通大學
• 主分類號: G06F30/17
• 分類號: G06F30/17;G06F30/23;G06F111/04;G06F119/14
• 代理公司: 上海段和段律師事務所 31334
• 代理人: 李佳俊;郭國中

1.一種局部延展變形的小曲率曲面展開方法，其特征在于，所述方法包括如下步驟：

步驟S1：等面積展開目標曲面得到等面積展開毛坯；

步驟S2：獲取目標曲面中，延展區域與非延展區域的分布；

步驟S3：計算延展區域的延展量；

步驟S4：基于步驟S3得到的延展量，修正步驟S1得到的等面積展開毛坯。

2.根據權利要求1所述的局部延展變形的小曲率曲面展開方法，其特征在于，所述步驟S1將目標曲面離散為三角形網格后，結合單元等面積重構與單元搜索方法實現曲面展開。

3.根據權利要求1所述的局部延展變形的小曲率曲面展開方法，其特征在于，所述步驟S1中等面積展開毛坯通過調整平面網格節點的位置，釋放網格內部的變形能。

4.根據權利要求1所述的局部延展變形的小曲率曲面展開方法，其特征在于，所述步驟S2中延展區域與非延展區域分布在激光噴丸成形中對應噴丸區域與非噴丸區域，噴丸區域分布的確定方法采用試錯法或分布式固有矩工藝規劃方法。

5.根據權利要求4所述的局部延展變形的小曲率曲面展開方法，其特征在于，獲取目標曲面延展區域和非延展區域的方法為，針對激光噴丸成形工藝，基于試錯法，不斷改變噴丸區域的分布，通過對比當前噴丸區域分布下的成形曲面與目標曲面的形狀差異，最終獲得目標曲面成形對應的噴丸區域和非噴丸區域分布。

6.根據權利要求1所述的局部延展變形的小曲率曲面展開方法，其特征在于，所述步驟S3中針對激光噴丸成形，在工藝參數未知時，通過應變分布優化模型計算：

其中，min為最小值函數，s.t.為優化模型的約束條件，為單元面內延展，n為當前延展區域的單元總數，ε_i為第i個單元展開后的實際延展，為展開后所有單元的平均延展。

7.根據權利要求6所述的局部延展變形的小曲率曲面展開方法，其特征在于，所述步驟S3中針對激光噴丸成形，在工藝參數已知時，通過理論公式計算；

式中，為當前工藝參數對應的延展量，ε^*(z)為當前工藝參數對應的固有應變分布，h為板厚，z方向為固有應變的深度方向。

8.根據權利要求6所述的局部延展變形的小曲率曲面展開方法，其特征在于，所述應變分布優化模型以等應變展開方法為基礎，基于有限元理論推導出單個單元的等應變重構公式，再結合搜索單元的漣漪法，實現延展區域單元的等應變展開。

9.根據權利要求8所述的局部延展變形的小曲率曲面展開方法，其特征在于，單元等應變重構方法，先將空間單元旋轉至平面，再運用等應變展開公式構建出平面網格中的單元。

10.根據權利要求1所述的局部延展變形的小曲率曲面展開方法，其特征在于，所述步驟S4中將單元的延展量以載荷的形式，加載至目標曲面延展區域在等面積展開毛坯中的映射區域，通過數值計算得到考慮局部延展變形的展開毛坯。