[发明专利]一种复合材料结构强度校核系统

说明书

本发明涉及计算机仿真技术领域，尤其涉及一种复合材料铺层次序优化系统，包括数据库制作模块，根据创建的广义有限元GFEM模型，对该原始模型数据进行提取，制作成数据库，为系统提供输入数据；复合材料强度校核模块，基于有限元模型，进行复合材料的静强度校核、稳定性校核以及连接强度校核；结果可视化模块，通过安全裕度云图，或结果标签，或结果表格查看强度校核分析结果。本发明基于复合材料结构总体有限元模型，可以快捷地完成模型的尺寸定义和材料许用值定义等，集成飞机结构强度校核使用的数据库、校核方法、校核流程和校核结果后处理功能，可以快速进行结构强度分析和尺寸定义的迭代，极大提高飞机结构强度校核的工作效率。

技术领域

本发明涉及计算机仿真技术领域，尤其涉及一种复合材料结构强度校核系统。

背景技术

随着航空工业的发展，人们对航空器的要求越来越高。为了增强市场竞争力，需要不断地提高航空器的性能，设法减轻结构重量，并提高结构的可靠性、维修性。在这种迫切的需求下，复合材料的出现日益显示出其得天独厚的优势和无穷的潜力。目前，复合材料在航空结构中的应用已逐渐从次结构过渡到了主结构，并进入主承力结构的设计。能够灵活准确地应用复合材料成为设计过程中的一个关键问题。

现有基于有限元理论而编制的各种强度设计软件在强度设计中越来越占据重要地位，近年来在复合材料的设计中亦显示出强大的支持力。然而，现有复合材料结构强度校核内容并不全面。

发明内容

针对上述现有技术的缺点，本发明的目的是提供一种复合材料结构强度校核系统，基于复合材料结构总体有限元模型，快捷地完成模型的尺寸定义和材料许用值定义等，极大提高飞机结构强度校核的工作效率。

本发明实施例提供的一种复合材料结构强度校核系统，该系统包括：

数据库制作模块，根据创建的广义有限元GFEM模型，对该原始模型数据进行提取，制作成数据库，为系统提供输入数据；

复合材料强度校核模块，基于有限元模型，进行复合材料的静强度校核、稳定性校核以及连接强度校核；

结果可视化模块，通过安全裕度云图，或结果标签，或结果表格查看强度校核分析结果；

其中，安全裕度是指零件或构件所用材料的失效应力(或应变)与设计应力(或设计应变)的比值与1的差值。

进一步地，上述系统中，所述数据库包括铺层信息数据库、载荷信息数据库和材料信息数据库。

进一步地，上述系统中，所述复合材料静强度校核包括一维单元静强度校核和二维单元静强度校核。

进一步地，上述系统中，所述复合材料稳定性校核包括一维单元的局部失稳和压损校核，加筋板的柱屈曲校核，二维单元的压缩、剪切、弯曲失稳校核。

进一步地，上述系统中，所述一维单元静强度校核流程包括：

1)载荷处理，通过广义有限元GFEM模型，提取一维结构单元中所有一维单元的轴向力，取所有一维单元轴向力的最大值(受拉)或最小值(受压)作为一维结构单元的轴向力；

2)裕度计算，根据受载以及层合板的等效模量求出拉压应变，与已知的许用值进行比较，对一维单元结构进行静强度校核；

进一步地，上述系统中，所述拉压应变公式如下：

上述公式中，其中，P为一维结构单元的轴向力；

E_x为长桁等效弹性模量；

A为长桁横截面积。

进一步地，上述系统中，所述一维单元局部失稳校核流程包括：