[發明專利]將復材參數逆向迭代進行層合板細-宏觀耦合分析的方法

在審

• 申請號: 202210347520.4
• 申請日: 2022-04-03
• 公開（公告）號: CN114676537A
• 公開（公告）日: 2022-06-28
• 發明（設計）人: 陳灝;蔣鏗
• 申請（專利權）人: 上海索辰信息科技股份有限公司
• 主分類號: G06F30/18
• 分類號: G06F30/18;G06F30/22;G06F17/16;G06F113/24;G06F113/26;G06F119/08;G06F119/14
• 代理公司: 上海申匯專利代理有限公司 31001
• 代理人: 翁若瑩;柏子雵

1.一種將復材參數逆向迭代進行層合板細-宏觀耦合分析的方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1、進行復合材料層合板細觀分析，設置復合材料層合板所需基體相和增強相的材料參數、鋪層方向、鋪層厚度以及復合材料結構組分；

步驟2、運行層合板分析得到結果，查看結果后進行層合板參數保存與傳遞，將復材層合板有效特性轉換至宏觀分析中，包括以下步驟：

步驟201、基于步驟1設置的參數對層合板建模后，對層合板模型截面使用經典層壓理論計算得到層合板ABD矩陣和熱膨脹系數；

步驟202、通過創建截面，將層合板的ABD矩陣參數以截面屬性的形式保存至材料參數庫中，并同時將所有層合板ABD矩陣重新排列得到一個材料的ABD矩陣ABD matrix，將材料的ABD矩陣ABD matrix傳遞至復材宏觀分析中；

步驟3、在宏觀分析中建立復合材料層合板模型，劃分網格后添加復材層合板細觀分析得到的材料參數，施加邊界添加載荷后進行復合材料層合板宏觀分析；

步驟4、查看并分析宏觀分析結果是否達到預期結果；

步驟5、根據宏觀分析結果，對層合板細觀分析設置進行改進，并重復步驟1至步驟4，直至宏觀分析結果達到預期結果。

2.如權利要求1所述的一種將復材參數逆向迭代進行層合板細-宏觀耦合分析的方法，其特征在于，步驟1中，所述材料參數包括線彈性參數和熱膨脹系數；所述復合材料結構組分包括層合板中各層的纖維材料、基體材料以及纖維體積分數。

3.如權利要求2所述的一種將復材參數逆向迭代進行層合板細-宏觀耦合分析的方法，其特征在于，步驟1中，所述彈性參數包括各向同性線彈性參數、橫觀各向異性線彈性參數和正交各向異性線彈性參數；所述熱膨脹系數包括各向同性熱膨脹系數、各向異性熱膨脹系數。

4.如權利要求1所述的一種將復材參數逆向迭代進行層合板細-宏觀耦合分析的方法，其特征在于，步驟202中，層合板通過膜公式A_ij、膜-彎曲耦合公式B_ij以及彎曲剛度公式D_ij來概括：

式中，h_k為第k層的鋪層厚度，下標i、j表示方向，i,j＝1,2,6，1、2、6分別表示相互正交的不同方向；是轉換后的折減薄層彈性，和[T]⁴是一個4階張量，Q_ij是減少的剛度，下標k在代表著在層合板中第k層，和Q_ij的關系如下：

則膜公式矩陣，表示為：

膜-彎曲耦合公式矩陣，表示為：

彎曲剛度公式矩陣，表示為：

上式中，為層合板鋪層參數，分別為面內剛度、耦合剛度、面外剛度的鋪層參數；U_i，i＝1,2,3,4,5，為5個材料剛度不變量，通過以下公式計算：

則材料的ABD矩陣ABD matrix表示為：

由于ABD矩陣具有對稱性，因此有矩陣中A₂₁＝A₁₂、A₆₁＝A₁₆、A₆₂＝A₂₆、B₂₁＝B₁₂、B₆₁＝B₁₆、B₆₂＝B₂₆、D₂₁＝D₁₂、D₆₁＝D、D₆₂＝D₂₆。