[发明专利]一种飞机结构中复合材料层合板铺层顺序优化及其铺层方法

说明书

本申请涉及一种飞机结构中复合材料层合板铺层顺序优化方法包括：在确定铺层数的条件下，选定多个可选铺层顺序；计算各个可选铺层顺序的等效铺层参数；在等效铺层参数约束条件下，以等效铺层参数为优化变量，以屈曲载荷最大为目标，得到最优等效铺层参数；选取与最优等效铺层参数偏差较小的多个可选铺层顺序，作为可用铺层顺序；以各个可用铺层顺序中，屈曲载荷最大的一个作为最终铺层顺序。此外，涉及一种飞机结构中复合材料层合板铺层方法，以上述的飞机结构中复合材料层合板铺层顺序优化方法，确定铺层顺序，以该铺层顺序进行铺层。

技术领域

本申请属于飞机结构中复合材料层合板铺层顺序优化技术领域，具体涉及一种飞机结构中复合材料层合板铺层顺序优化及其铺层方法。

背景技术

复合材料层合板具有比强度高、比模量大、耐高温、耐疲劳和可设计性好等优良性能，在飞机结构中中具有越来越广泛的应用。

复合材料层合板的屈曲载荷与其铺层顺序密切相关，即与各铺层角度密切相关，对其铺层顺序进行优化设计，对于保证复合材料层合板结构的稳定性具有重要意义。

复合材料层合板铺层顺序优化属于离散变量优化问题，其组合数量随变量增多呈指数增长，采用枚举法、分支定界法等传统优化方法进行优化，效率低，鲁棒性较差，且难以得到最优解，以基于全局搜索的遗传算法进行优化，虽然可能得到最优解，但其中存在数量较大的重分析，工作量大，效率不高，难以适应大规模工程优化问题。

鉴于上述技术缺陷的存在提出本申请。

需注意的是，以上背景技术内容的公开仅用于辅助理解本发明的发明构思及技术方案，其并不必然属于本专利申请的现有技术，在没有明确的证据表明上述内容在本申请的申请日已经公开的情况下，上述背景技术不应当用于评价本申请的新颖性和创造性。

发明内容

本申请的目的是提供一种飞机结构中复合材料层合板铺层顺序优化及其铺层方法，以克服或减轻已知存在的至少一方面的技术缺陷。

本申请的技术方案是：

一方面提供一种飞机结构中复合材料层合板铺层顺序优化方法，包括：

在确定铺层数的条件下，选定多个可选铺层顺序；

计算各个可选铺层顺序的等效铺层参数；

在等效铺层参数约束条件下，以等效铺层参数为优化变量，以屈曲载荷最大为目标，得到最优等效铺层参数；选取与最优等效铺层参数偏差较小的多个可选铺层顺序，作为可用铺层顺序；

以各个可用铺层顺序中，屈曲载荷最大的一个作为最终铺层顺序。

根据本申请的至少一个实施例，上述的飞机结构中复合材料层合板铺层顺序优化方法中，各个可选铺层顺序，在以下工艺约束条件下进行选定：

连续相同角度的铺层不超过四层；

铺层角度从0°、±45°、90°中选取；

铺层角度对称均衡；

含有的每种角度铺层不少于6％；

表面铺层角度选用±45°。

根据本申请的至少一个实施例，上述的飞机结构中复合材料层合板铺层顺序优化方法中，所述选定多个可选铺层顺序，具体为：

以结构分析软件系统HAJIF从铺层顺序库中选定。

根据本申请的至少一个实施例，上述的飞机结构中复合材料层合板铺层顺序优化方法中，以下式计算各个可选铺层顺序的等效铺层参数：

其中，