[发明专利]一种应用于单层板铺层角度的优化设计方法

权利要求书

1.一种应用于单层板铺层角度的优化设计方法，其特征在于，运用计算机辅助，通过MATLAB与ANSYS的反复传递数据，计算得到最优化的层合板铺层角度顺序，其具体过程是：

步骤(1)，创建离散二进制种群，后面用于表示层合板铺层角度i；

步骤(2)，MATLAB编程运算，产生关于层合板铺层角度i的种群，i的范围是0°-90°，精度为0.001°；

步骤(3)，ANSYS调用MATLAB产生的铺层角度，得到关于层合板的节点应力数值，返回到txt文件中；

步骤(4)，MATLAB再次调用ANSYS处理结果，从而求得目标函数的值大小；

步骤(5)，通过遗传算法反复迭代，求得其铺层角度顺序变化，及适应度的变化。

2.根据权利要求1所述的应用于单层板铺层角度的优化设计方法，其特征在于，步骤(5)具体是：

5.1，分配适应度值；

5.2，遗传算法运算，对种群进行选择、交叉、变异、重组的操作，从而得到新的种群，即层合板新的铺层角度i顺序；

5.2.1，选择：基于适应度与所给定的遗传代沟P1，从旧的种群中选择N*P1个个体组成新的种群；

5.2.2，交叉，基于适应度与所给定的交叉概率P2，从新的种群中选取一段个体与下一段个体进行交换，得到新的种群；

5.2.3，变异，基于适应度与所给定的变异概率P3，从5.2.2所得新的种群中随机选择一段进行突变，产生新的种群；

5.2.4，重组，基于适应度值，将5.2.3中产生的新的种群再次恢复到种群大小为N的新的种群，有利于多次迭代得到最优铺层角度；

5.3，ANSYS再次调用MATLAB产生数据，后台处理，得到节点应力数值，返回到txt文件中；

5.4，处理结果返回MATLAB，再次求得新的目标函数的数值；

5.5，重复步骤5.1，5.2，5.3，5.4至最大遗传代数gen＝MAXGEN。

3.根据权利要求1所述的一种应用于单层板铺层角度的优化设计方法，其特征在于，所述步骤(4)中目标函数的求解方法，蔡-吴张量理论的强度比方程为：

(F_xxσ²_x+2F_xyσ_xσ_y+F_yyσ²_y+F_ssτ²_xy)R²+(F_xσ_x+F_yσ_y)R-1＝0(1)

式(1)中R是强度比，单层在施加应力作用下，极限应力的某一分量与其对应的施加应力分量之比，也称为强度/应力比。F_xx、F_x、F_yy、F_y、F_ss、F_xy均为强度参数，σ_x为纵向应力，σ_y为横向应力，τ_xy为剪切应力。