[发明专利]一种L型复合材料制件固化变形回弹角的预测方法

说明书

本发明公开了一种L型复合材料制件固化变形回弹角的预测方法，属于复合材料有限元计算技术领域，其特征在于，包括以下步骤：a、模型建立，在图形处理软件中构建模型型面，并对模型的特征结构变量进行赋值，然后将模型型面导入有限元处理软件，并进行网格划分、边界约束和材料铺层设置；b、有限元仿真计算；c、变形回弹角的测量；d、生成预测模型。本发明通过建立多组连续变量的几何模型，并通过特征赋值，进行有限元仿真计算，最终建立任意几何结构参数下的固化变形回弹角预测模型，从而能够实现精准预测L型复合材料制件在任意几何结构参数下的固化回弹变形情况。

技术领域

本发明涉及到复合材料有限元计算技术领域，尤其涉及一种L型复合材料制件固化变形回弹角的预测方法。

背景技术

复合材料固化变形是引起装配配合超差的最主要因素，因此设计者希望在零件制造前能够提前预测出制件的固化变形情况，进而优化结构或者进行合理的容差分配。当前对复合材料固化变形进行预测的主要方法是通过有限元仿真计算来实现，这种方式的计算结果较为精确，且都有明确的物理模型进行支撑，固化的全过程都可以进行拆解分析。但是该方法的建模过程复杂，每当需要计算一个制件时，就需要重新建立一个模型进行计算，预测效率极其低下。

复合材料制件的固化变形主要分为两种，一种是平板的翘曲，一种是集中发生在转角区的回弹变形，其中转角区发生的回弹变形对装配的影响更大。引起复合材料固化变形的因素有很多，如铺层、材料或结构，对于设计者更关心的是结构的影响，因此设计者希望有一个模型能够预测任意几何结构参数条件下制件的变形情况。

公开号为CN 112036062A，公开日为2020年12月04日的中国专利文献公开了一种金属材料弯曲成形回弹角预测方法，包括以下步骤：

步骤1：建立金属材料弯曲回弹有限元模型，利用有限元仿真软件对金属材料弯曲回弹进行虚拟正交试验，获得金属材料弯曲回弹角度的数值模拟数据；

步骤2：对金属材料弯曲回弹角度的数值模拟数据进行极差分析，确定对金属材料弯曲回弹角度影响最显著的主因素；

步骤3：每个主因素考察三个水平，建立田口正交试验表，从虚拟正交试验表中，主因素的每个水平随机选做一次真实的实验，获得金属材料弯曲回弹角度的实验数据；

步骤4：用金属材料弯曲回弹角度在主因素一定水平条件下的实验数据除以数值模拟数据，获得回弹角度在主因素该水平条件下的修正系数；依次计算回弹角度在主因素其它同一水平条件下的实验数据与数值模拟数据的比值，获得回弹角度在主因素各水平条件下的修正系数；

步骤5：用主因素各水平条件下的修正系数与对应的数值模拟数据相乘积，获得各工况条件下虚拟正交试验的修正值；

步骤6：基于人工神经网络建立金属材料弯曲回弹角度的预测模型，运用虚拟正交试验工况条件下的修正数据对神经网络进行训练学习之后，输入金属材料弯曲回弹未知工况数据，经神经网络计算，获得该未知工况下金属材料弯曲回弹角度的预测值。

该专利文献公开的金属材料弯曲成形回弹角预测方法，利用有限元分析反映出的弯曲成形系统内在规律来填充缺失数据，分析误差小，预测精确度高。但是，针对L型复合材料不能建立任意几何结构参数下的固化变形回弹角预测模型，无法精准预测L型复合材料制件在任意几何结构参数下的固化回弹变形情况。

发明内容

本发明为了克服上述现有技术的缺陷，提供一种L型复合材料制件固化变形回弹角的预测方法，本发明通过建立多组连续变量的几何模型，并通过特征赋值，进行有限元仿真计算，最终建立任意几何结构参数下的固化变形回弹角预测模型，从而能够实现精准预测L型复合材料制件在任意几何结构参数下的固化回弹变形情况。

本发明通过下述技术方案实现：

一种L型复合材料制件固化变形回弹角的预测方法，其特征在于，包括以下步骤：