[发明专利]将复材参数逆向迭代进行层合板细-宏观耦合分析的方法

权利要求书

1.一种将复材参数逆向迭代进行层合板细-宏观耦合分析的方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1、进行复合材料层合板细观分析，设置复合材料层合板所需基体相和增强相的材料参数、铺层方向、铺层厚度以及复合材料结构组分；

步骤2、运行层合板分析得到结果，查看结果后进行层合板参数保存与传递，将复材层合板有效特性转换至宏观分析中，包括以下步骤：

步骤201、基于步骤1设置的参数对层合板建模后，对层合板模型截面使用经典层压理论计算得到层合板ABD矩阵和热膨胀系数；

步骤202、通过创建截面，将层合板的ABD矩阵参数以截面属性的形式保存至材料参数库中，并同时将所有层合板ABD矩阵重新排列得到一个材料的ABD矩阵ABD matrix，将材料的ABD矩阵ABD matrix传递至复材宏观分析中；

步骤3、在宏观分析中建立复合材料层合板模型，划分网格后添加复材层合板细观分析得到的材料参数，施加边界添加载荷后进行复合材料层合板宏观分析；

步骤4、查看并分析宏观分析结果是否达到预期结果；

步骤5、根据宏观分析结果，对层合板细观分析设置进行改进，并重复步骤1至步骤4，直至宏观分析结果达到预期结果。

2.如权利要求1所述的一种将复材参数逆向迭代进行层合板细-宏观耦合分析的方法，其特征在于，步骤1中，所述材料参数包括线弹性参数和热膨胀系数；所述复合材料结构组分包括层合板中各层的纤维材料、基体材料以及纤维体积分数。

3.如权利要求2所述的一种将复材参数逆向迭代进行层合板细-宏观耦合分析的方法，其特征在于，步骤1中，所述弹性参数包括各向同性线弹性参数、横观各向异性线弹性参数和正交各向异性线弹性参数；所述热膨胀系数包括各向同性热膨胀系数、各向异性热膨胀系数。

4.如权利要求1所述的一种将复材参数逆向迭代进行层合板细-宏观耦合分析的方法，其特征在于，步骤202中，层合板通过膜公式A_ij、膜-弯曲耦合公式B_ij以及弯曲刚度公式D_ij来概括：

式中，h_k为第k层的铺层厚度，下标i、j表示方向，i,j＝1,2,6，1、2、6分别表示相互正交的不同方向；是转换后的折减薄层弹性，和[T]⁴是一个4阶张量，Q_ij是减少的刚度，下标k在代表着在层合板中第k层，和Q_ij的关系如下：

则膜公式矩阵，表示为：

膜-弯曲耦合公式矩阵，表示为：

弯曲刚度公式矩阵，表示为：

上式中，为层合板铺层参数，分别为面内刚度、耦合刚度、面外刚度的铺层参数；U_i，i＝1,2,3,4,5，为5个材料刚度不变量，通过以下公式计算：

则材料的ABD矩阵ABD matrix表示为：

由于ABD矩阵具有对称性，因此有矩阵中A₂₁＝A₁₂、A₆₁＝A₁₆、A₆₂＝A₂₆、B₂₁＝B₁₂、B₆₁＝B₁₆、B₆₂＝B₂₆、D₂₁＝D₁₂、D₆₁＝D、D₆₂＝D₂₆。