申请/专利权人：广州机械科学研究院有限公司;北京理工大学

申请日：2024-04-17

公开（公告）日：2024-06-28

公开（公告）号：CN118262845A

主分类号：G16C60/00

分类号：G16C60/00;G06F30/10;G06F30/23;G06F111/04;G06F113/26;G06F111/06

优先权：

专利状态码：在审-公开

法律状态：2024.06.28#公开

摘要：本申请适用于柔性复合材料结构设计领域，提供了一种纤维增强柔性复合材料细观结构优化设计方法，基于纤维织物材料的细观结构参数和柔性软基底材料的几何尺寸，构建代表性体积单元几何模型，并进行周期性约束，执行有限元计算，计算模拟应力‑伸长曲线与目标应力‑伸长曲线之间的相对误差，以相对误差为优化目标，采用遗传算法进行纤维织物材料细观结构优化设计。该方法能够根据纤维增强柔性复合材料目标应力‑伸长曲线去搜索纤维织物材料最优的细观结构，从而有效地降低设计成本，提高设计效率。

主权项：1.一种纤维增强柔性复合材料细观结构优化设计方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、设置所述纤维增强柔性复合材料优化参数为纤维织物材料的细观结构参数，所述参数包括：纤维束与纤维束之间的夹角α，纤维束横截面半径R，纤维束与纤维束形成的四边形边长L1和L2；其中，各参数的初始值可预先设置或随机选取；S2、基于优化算法给定的纤维织物材料的细观结构参数和柔性软基底材料的几何尺寸，构建代表性体积单元几何模型，并分别对所述纤维织物材料和柔性软基底材料设置材料属性；其中，所述代表性体积单元几何模型的尺寸大于所述纤维织物材料的一个几何周期；S3、将所述纤维织物材料和柔性软基底材料进行合并操作，同时保留两者边界，并对所述代表性体积单元进行离散化；S4、选取所述代表性体积单元相对面上距离最短的两个节点，作为关联节点，并对所述关联节点施加位移约束；其中，所述代表性体积单元为长方体结构；S5、通过将参考点与所述代表性体积单元端面耦合的方式，在水平方向施加位移载荷；其中，所述水平方向为所述代表性体积单元横截面的长边所在的方向；S6、提取参考点沿所述水平方向上的载荷F和位移U，并基于所述载荷F、位移U和代表性体积单元几何尺寸计算得到所述代表性体积单元的模拟应力T和伸长λ，得到模拟应力-伸长曲线；S7、计算所述模拟应力-伸长曲线与目标应力-伸长曲线之间的相对误差，以相对误差为优化目标，采用遗传算法进行纤维织物材料细观结构参数优化设计；所述目标应力-伸长曲线为预先设置的；S8、当优化次数达到设定的最大优化次数，或相对误差小于设置的阈值，则结束优化，否则，重复执行所述步骤S2-S7。

全文数据：

权利要求：

百度查询： 广州机械科学研究院有限公司;北京理工大学 一种纤维增强柔性复合材料细观结构优化设计方法

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