[发明专利]一种复合材料铺层次序优化系统

权利要求书

1.一种复合材料铺层次序优化系统，其特征在于，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；

尺寸定义优化模块，根据用户目标安全裕度，对模型尺寸定义进行优化，完成强度校核迭代；

所述尺寸定义优化流程如下：

1)导入优化模型；

2)将优化区域按指定工况和指定约束进行计算；

3)对优化区域中不满足约束的结构单元进行优化；

4)如优化区域均满足约束，但未达到优化指标(容差和迭代次数)，选择优化区域中约束值最大的结构单元进行优化，直到优化区域满足优化指标；

5)将上述满足优化指标的模型导出，提交至求解器Nastran进行计算；

6)更新优化模型载荷数据库；

7)对优化区域按指定工况和指定约束进行计算，如满足优化指标，结束流程；如不满足则重新转至步骤2进行操作；

尺寸优化算法模块，采用乘子罚函数法将约束优化问题转化为无约束优化问题，对于无约束优化问题采用BFGS拟牛顿法求解极值；

铺层库自动优化模块，采用免疫遗传算法，结合复合材料结构和工艺铺层设计准则，进行铺层次序优化设计，自动生成铺层库；

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。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，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。

3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述复合材料静强度校核包括层合板拉伸校核、压缩和剪切的应变水平校核。

4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，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。

5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述将优化区域按指定工况和指定约束进行计算，包括：一维单元工况循环和二维单元工况循环；

所述一维单元工况循环包括：

提取一维单元对应的载荷信息、铺层信息和许用值信息；

根据一维单元静强度校核、加筋板柱屈曲、一维单元局部稳定性、一维单元压损进行一维单元载荷判定和压缩后加筋板判定；

所述二维单元工况循环包括：

提取二维单元对应的载荷信息、铺层信息和许用值信息；

根据二维单元静强度校核、二维单元压剪复合和二维单元弯剪复合进行二维单元载荷判定。