[发明专利]基于有限元分析的复合材料构件热压罐成型工装型面设计方法

摘要

本发明涉及一种基于有限元分析的复合材料构件热压罐成型工装型面设计方法，属于复合材料构件热压罐成型工装设计技术领域。该方法首先以构件设计型面作为工装的初始型面；开发有限元程序实现复合材料构件固化变形分析，得到构件固化变形后的型面；在全局坐标系下，计算构件各节点位移量?L，据此判断构件的尺寸精度是否满足要求，若满足，则完成工装型面设计；若不满足，则将构件节点沿坐标轴方向的位移量补偿到工装型面节点上，得到新的工装型面；重复有限元分析及判断过程，直到得到满足精度要求的工装型面为止。该方法解决了传统设计方法由构件型面直接提取生成工装型面，然后根据构件变形反复修模的问题，提高了构件成型精度，降低了研制成本。

主权项

1.一种基于有限元分析的热压罐成型工装型面设计方法，适用于热压罐成型复合材料构件的固化工艺制度、构件几何与材料参数、工装支撑结构与材料参数已知的前提条件下进行，其特征在于，步骤如下：(1)由构件设计型面P提取生成工装的初始型面G；(2)为步骤(1)中两型面划分相同的网格，根据复合材料固化过程的多场耦合关系及材料的本构关系，编写有限元程序，实现构件的固化变形分析，得到构件固化变形后的型面；(3)计算构件型面各节点位移量L，据此判断构件的尺寸精度是否满足要求，若满足要求，则进入第(5)步；若不满足要求，则进入第(4)步；(4)计算构件节点沿坐标轴方向的位移量，补偿到工装型面节点上，得到新的工装型面节点，拟合成新的工装型面；(5)完成上一步的工装型面补偿设计后，重复第(3)(4)步，直到补偿后的工装能够保证构件的成型精度，即完成工装的型面补偿设计。