[发明专利]一种基于铺丝轨迹的复材固化变形仿真建模方法

权利要求书

1.一种基于铺丝轨迹的复材固化变形仿真建模方法，其特征在于，主要包括以下步骤：

步骤S1：在有限元软件中，对采用自动铺丝设备制造的复合材料零件的贴膜面进行有限元网格划分，形成壳单元网格模型；

步骤S2：对壳单元网格模型进行仿真运算，生成包含网格节点信息的壳单元网格模型INP文件；

步骤S3：将壳单元网格模型INP文件导入到自动铺丝轨迹规划设计软件，与复合材料零件的自动铺丝轨迹规划结果一并进行运算，生成包含网格节点与铺丝轨迹规划的纤维铺层角度信息的轨迹INP文件；

步骤S4：在有限元软件中，利用步骤S1中的网格模型和复合材料的理论铺层，创建包括材料属性和边界约束条件完整的复合材料仿真模型，并进行仿真运算，生成三维实体理论铺层INP文件；

步骤S5：将轨迹INP文件中的实际铺丝轨迹角度及其坐标系与三维实体理论铺层INP文件中的理论铺层角度进行一一对应和替换，形成包含实际铺丝轨迹角度的复合材料零件完整仿真模型INP文件；

步骤S6：将完整仿真模型INP文件导入到有限元软件中进行仿真运算，得到复合材料零件固化变形仿真结果。

2.根据权利要求1所述的一种基于铺丝轨迹的复材固化变形仿真建模方法，其特征在于，所述步骤S2中壳单元网格模型与所述步骤S4中三维实体理论铺层INP文件基于同一个网格模型生成。

3.根据权利要求2所述的一种基于铺丝轨迹的复材固化变形仿真建模方法，其特征在于，所述步骤S2中所述壳单元网格模型INP文件内记录了有限元模型的模型数据和历史数据。

4.根据权利要求1-3任一项所述的一种基于铺丝轨迹的复材固化变形仿真建模方法，其特征在于，所述步骤S3中轨迹INP文件是指每一个不同的轨迹规划铺层角度都需要生成一个轨迹INP文件，每一个不同的轨迹规划铺层角度是指不同的理论铺层角度以及由于铺层顺序、铺层层数原因不同而导致轨迹规划结果不一致的同一个理论铺层角度。

5.根据权利要求1-3任一项所述的一种基于铺丝轨迹的复材固化变形仿真建模方法，其特征在于，所述步骤S4中所述的完整的复合材料仿真模型是指在不考虑铺丝轨迹的影响时所进行的复合材料固化变形仿真的仿真模型，它能够完整的反映出固化变形仿真时所考虑的影响因素并且能够得出具体有效的仿真结果。

6.根据权利要求1-3任一项所述的一种基于铺丝轨迹的复材固化变形仿真建模方法，其特征在于，所述步骤S5中将三维实体理论铺层INP文件中网格节点-网格元素-理论纤维铺层角度的关联关系替换为轨迹INP文件中网格节点-网格元素-真实纤维铺层角度的关联关系。

7.根据权利要求1所述的一种基于铺丝轨迹的复材固化变形仿真建模方法，其特征在于，所述步骤S1中有限元软件为Abaqus，采用四边形结构化、类型S4R的网格进行划分，并在完成全部模型的网格划分后，采用create mesh功能创建网格元素模型。