一种铺缝复合材料面内等效刚度分析方法、装置及设备与流程

专利2025-06-03  94


本申请涉及铺缝复合材料,尤其涉及一种铺缝复合材料面内等效刚度分析方法、装置及设备。


背景技术:

1、铺缝复合材料技术是当前国际先进的计算机控制纤维预制体成型工艺。其基本原理是在预制体制备过程中,在每个单层纤维丝束铺放时,为防止纤维丝束移动,采用缝纫线沿着纤维丝束方向铺缝进行固定,铺放1层,缝纫1层。在1个n层的预制体中,最下面的层(第n层)缝纫了n次,倒数第2层(第n-1层)缝纫了n-1次,以此类推,最上面的层(第1层)缝纫了1次。

2、目前对铺缝复合材料面内刚度的分析有两种方法,一种是依据常规复合材料层合板经验设计,最终直接试验测试整个铺缝产品,看是否满足设计要求;第二种通过细观模型计算在给定缝纫参数下铺缝单层板的材料性能,然后利用经典层合板理论求出整个铺缝产品的刚度性能。对于第一种方法,铺缝复合材料由于缝线的存在和作用,与常规复合材料层合板有很大不同,依据常规复合材料层合板经验设计很难得到最优结果。对于第二种方法,这种方法是传统缝纫增强层合板的算法。传统缝纫增强层合板通厚缝纫1次,每一层缝纫参数均相同,在给定缝纫参数下缝纫单层板的材料性能计算已经有很多工程分析方法。

3、铺缝复合材料预制体中缝纫的目的是为了固定纤维,因此缝线主要沿着纤维方向,因为预制体中每层的缝纫次数不同,在给定缝纫参数下,每层最终的当量缝纫参数是不同的,是非常复杂的。利用细观模型计算在给定缝纫参数下铺缝单层板的材料性能,然后利用经典层合板理论求出整个铺缝产品的性能会带来较大偏差。


技术实现思路

1、(1)要解决的技术问题

2、本申请提供了一种铺缝复合材料面内等效刚度分析方法、装置及设备,解决铺缝复合材料面内等效刚度计算分析的问题。

3、(2)技术方案

4、第一方面,本申请提供了一种铺缝复合材料面内等效刚度分析方法,包括:

5、根据铺缝复合材料预制体每层的缝纫次数,确定每层最终的面内等效刚度;

6、根据每层最终的面内等效刚度,确定整个铺缝复合材料的面内等效刚度。

7、进一步地,所述根据铺缝复合材料预制体每层的缝纫次数,确定每层最终的面内等效刚度,包括:

8、确定铺缝复合材料预制体每层每次缝纫后的面内等效刚度;

9、根据每层每次缝纫后的面内等效刚度和缝纫次数,确定每层最终的面内等效刚度。

10、进一步地,所述确定铺缝复合材料预制体每层每次缝纫后的面内等效刚度,包括:

11、根据铺缝复合材料预制体每层上一次缝纫后的面内等效刚度,确定每层当次缝纫后的面内等效刚度。

12、进一步地,所述根据铺缝复合材料预制体每层上一次缝纫后的面内等效刚度,确定每层当次缝纫后的面内等效刚度,包括:

13、确定铺缝复合材料预制体每层当次缝纫的缝纫参数;

14、根据每层当次缝纫的缝纫参数和上一次缝纫后的面内等效刚度,确定每层当次缝纫后的面内等效刚度。

15、进一步地,所述根据每层当次缝纫的缝纫参数和上一次缝纫后的面内等效刚度,确定每层当次缝纫后的面内等效刚度,包括:

16、根据每层当次缝纫的缝纫参数和上一次缝纫后的面内等效刚度,通过缝纫单层板的面内刚度算法确定每层当次缝纫后的面内等效刚度。

17、进一步地,所述根据每层每次缝纫后的面内等效刚度和缝纫次数,确定每层最终的面内等效刚度,包括:

18、根据每层每次缝纫后的面内等效刚度和缝纫次数,通过数值积分确定每层最终的面内等效刚度。

19、进一步地,所述根据每层最终的面内等效刚度,确定整个铺缝复合材料的面内等效刚度,包括:

20、根据每层最终的面内等效刚度,通过经典层合板理论确定整个铺缝复合材料的面内等效刚度。

21、第二方面,本申请提供了一种铺缝复合材料面内等效刚度分析装置,包括:

22、单层分析模块,用于根据铺缝复合材料预制体每层的缝纫次数,确定每层最终的面内等效刚度;

23、刚度确定模块,用于根据每层最终的面内等效刚度,确定整个铺缝复合材料的面内等效刚度。

24、第三方面,本申请提供了一种电子设备,包括存储器、处理器以及存储在存储器中并可在处理器上运行的计算机程序,处理器执行计算机程序时实现如上所述的铺缝复合材料面内等效刚度分析方法。

25、第四方面,本申请提供了一种计算机可读存储介质,计算机可读存储介质存储有计算机程序,计算机程序被处理器执行时实现如上所述的铺缝复合材料面内等效刚度分析方法。

26、(3)有益效果

27、本申请的上述技术方案具有如下优点:

28、本申请第一方面提供的铺缝复合材料面内等效刚度分析方法,通过根据铺缝复合材料预制体每层的缝纫次数,确定每层最终的面内等效刚度,根据每层最终的面内等效刚度,确定整个铺缝复合材料的面内等效刚度,能够准确地计算分析出整个铺缝复合材料的面内等效刚度。

29、可以理解的是,上述第二方面、第三方面和第四方面的有益效果可以参见上述第一方面中的相关描述,在此不再赘述。



技术特征:

1.一种铺缝复合材料面内等效刚度分析方法,其特征在于,包括:

2.如权利要求1所述的铺缝复合材料面内等效刚度分析方法,其特征在于,所述根据铺缝复合材料预制体每层的缝纫次数,确定每层最终的面内等效刚度,包括:

3.如权利要求2所述的铺缝复合材料面内等效刚度分析方法,其特征在于,所述确定铺缝复合材料预制体每层每次缝纫后的面内等效刚度,包括:

4.如权利要求3所述的铺缝复合材料面内等效刚度分析方法,其特征在于,所述根据铺缝复合材料预制体每层上一次缝纫后的面内等效刚度,确定每层当次缝纫后的面内等效刚度,包括:

5.如权利要求4所述的铺缝复合材料面内等效刚度分析方法,其特征在于,所述根据每层当次缝纫的缝纫参数和上一次缝纫后的面内等效刚度,确定每层当次缝纫后的面内等效刚度,包括:

6.如权利要求2所述的铺缝复合材料面内等效刚度分析方法,其特征在于,所述根据每层每次缝纫后的面内等效刚度和缝纫次数,确定每层最终的面内等效刚度,包括:

7.如权利要求1所述的铺缝复合材料面内等效刚度分析方法,其特征在于,所述根据每层最终的面内等效刚度,确定整个铺缝复合材料的面内等效刚度,包括:

8.一种铺缝复合材料面内等效刚度分析装置,其特征在于,包括:

9.一种电子设备,包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序,其特征在于,所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1至7任一项所述的铺缝复合材料面内等效刚度分析方法。

10.一种计算机可读存储介质,所述计算机可读存储介质存储有计算机程序,其特征在于,所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至7任一项所述的铺缝复合材料面内等效刚度分析方法。


技术总结
本申请涉及一种铺缝复合材料面内等效刚度分析方法、装置及设备,其中,铺缝复合材料面内等效刚度分析方法,包括:根据铺缝复合材料预制体每层的缝纫次数,确定每层最终的面内等效刚度;根据每层最终的面内等效刚度,确定整个铺缝复合材料的面内等效刚度。本申请能够准确地计算分析出整个铺缝复合材料的面内等效刚度。

技术研发人员:马元春,闫丽,石庆华,丁梅
受保护的技术使用者:中航复合材料有限责任公司
技术研发日:
技术公布日:2024/11/11
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