[发明专利]应用于CFRP无人机机翼的结构材料一体化设计方法

权利要求书

1.一种应用于CFRP无人机机翼的结构材料一体化设计方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1，创建关于CFRP无人机机翼结构参数和材料参数的初始种群；

S2，根据所述初始种群中的结构参数和材料参数构建所述CFRP无人机机翼的参数化模型；

S3，根据所述初始种群中的结构参数和材料参数计算所述CFRP无人机机翼参数化模型的应力值；

S4，根据所述应力值判断所述CFRP无人机机翼参数化模型的强度；

S5，根据强度判断结果构建所述CFRP无人机机翼参数化模型的遗产算法优化模型；

S6，根据所述遗传算法优化模型对所述CFRP无人机机翼参数化模型的结构材料进行优化。

2.根据权利要求1所述的应用于CFRP无人机机翼的结构材料一体化设计方法，其特征在于，所述结构参数包括所述CFRP无人机机翼的翼梁位置，所述料参数包括所述CFRP无人机机翼的铺层参数。

3.根据权利要求2所述的应用于CFRP无人机机翼的结构材料一体化设计方法，其特征在于，其中，利用MATLAB根据所述结构参数和所述材料参数创建相应的初始种群。

4.根据权利要求2所述的应用于CFRP无人机机翼的结构材料一体化设计方法，其特征在于，其中，利用ANSYS的APDL语言根据所述初始种群中的结构参数和材料参数构建所述CFRP无人机机翼的参数化模型。

5.根据权利要求2所述的应用于CFRP无人机机翼的结构材料一体化设计方法，其特征在于，所述步骤S3包括：

对所述初始种群中的材料参数进行设定；

对所述CFRP无人机机翼参数化模型施加约束和载荷；

根据设定的材料参数、施加的约束和载荷对所述CFRP无人机机翼参数化模型进行有限元分析计算，以得到所述CFRP无人机机翼参数化模型的应力值。

6.根据权利要求5所述的应用于CFRP无人机机翼的结构材料一体化设计方法，其特征在于，其中，施加的约束为所述CFRP无人机机翼参数化模型的标准铺层。

7.根据权利要求6所述的应用于CFRP无人机机翼的结构材料一体化设计方法，其特征在于，其中，采用Tsai-Wu失效准则根据所述应力值判断所述CFRP无人机机翼参数化模型的强度，所述Tsai-Wu失效准则的表达式为：

其中，F为所述CFRP无人机机翼参数化模型的结构的失效因子，σ₁,σ₂分别为所述CFRP无人机机翼参数化模型的材料沿纤维方向的主应力和沿垂直于纤维方向的主应力，τ₁₂为所述CFRP无人机机翼参数化模型的材料在垂直于纤维方向且沿垂直于纤维方向的剪应力，X_t，X_c分别为所述CFRP无人机机翼参数化模型的材料在纤维方向拉伸强度极限和纤维方向压缩强度极限，Y_t，Y_c分别为所述CFRP无人机机翼参数化模型的材料在垂直纤维方向拉伸强度和垂直纤维方向压缩强度极限，S为所述CFRP无人机机翼参数化模型的剪切强度极限。