[发明专利]一种复合材料数字化铺层模型自动生成方法

权利要求书

1.一种复合材料数字化铺层模型自动生成方法，其特征在于：包括如下步骤，

步骤一：相关概念定义；

步骤1.1：单铺层对象定义层合板中某单个铺层的层铺信息和铺层的几何模型；层铺信息包括铺层的材料、铺层的角度、铺层所包含的几何区域、所属层合板、铺放次序信息；

步骤1.2：铺层邻域对象定义单铺层对象中具有相同铺放步骤的相邻区域铺层组合，是单铺层对象的子对象；

步骤1.3：层合板对象是铺层、夹芯和子层合板等信息的组织工具，同时也定义铺放表面和零件边界；层合板的两个主要用途就是定义模具表面和组织构成复合材料构件的所有组件；

步骤1.4：区域对象定义复合材料零件固定厚度区域，为给定零件定义的所有区域必须覆盖零件设计边界内的整个区域；

步骤1.5：过渡区域对象对相邻两个厚度不同的层合板，按照过渡线偏置一个宽度区域和区域内按照一定规范进行丢层设计的信息的表述；

步骤1.6：铺层模型对象定义一个复合材料零件所有铺层曲面的有序组合；

步骤二：在步骤一相关概念定义的基础上，充分考虑层合板、过渡区域、铺层信息、零件表面的分区和零件受力状况约束条件，并对所述约束条件进行有效处理和融合，实现单个铺层模型自动生成，且能够提高复合材料零件铺层模型生成精度和生成效率，减少人工干预；采用曲面偏置方法生成曲面，且曲面偏置方法能够生成垂直“斜面”；

步骤三：在按照步骤二实现单个铺层模型自动生成基础上，通过遍历铺层实现多个铺层模型批量处理，进一步提高多个铺层模型自动生成效率，进而实现复合材料数字化铺层模型批量自动生成。

2.如权利要求1所述的一种复合材料数字化铺层模型自动生成方法，其特征在于：还包括步骤四，应用步骤三自动生成的复合材料数字化铺层模型解决复合材料领域相关工程问题，提高对复合材料领域工程问题的预测精度和预测效率。

3.如权利要求1或2所述的一种复合材料数字化铺层模型自动生成方法，其特征在于：步骤二实现方法为，

步骤2.1：根据零件结构的不同厚度，确定铺层所包含的各个区域对象、层合板对象和单铺层对象，并获取单铺层对象包含的所有铺层邻域对象；寻找区域总厚度大于铺层邻域对象所处位置厚度的铺层邻域对象相邻区域，并将铺层邻域对象的铺放表面与所述相邻区域铺放表面进行复制，并且复制铺层邻域对象与具有相同步骤相邻区域的边界曲线，合并铺层所包含的铺放曲面；

步骤2.2：利用相关过渡曲线修剪已合并好的曲面；首先需要判断过渡曲线是属于铺层与其他相邻铺层的过渡曲线，还是铺层内部某两个相邻的铺层邻域对象内的过渡曲线；如果是铺层之外的过渡曲线，利用第n条过渡曲线修剪即可；如果是铺层之内的过渡曲线，利用第n-1条过渡曲线修剪即可，按照曲面偏置方向和偏置距离偏置已修剪好的曲面；

步骤2.3：获取所有已复制好的边界曲线，依次将步骤2.1复制好的边界曲线投影到偏置曲面上，并且将铺层邻域对象中某一顶点投影到偏置曲面上，该顶点作为修剪方向点；利用投影边界曲线修剪偏置曲面，保留所含修剪方向点的曲面；

步骤2.4：获取所有的铺层邻域对象所对应的铺层表面，获得铺层邻域对象之间的相邻关系表；获得具有相邻关系的铺层邻域对象之间在铺放表面上对应的相交边界，并获得具有一定顺序的相交顶点数组；在共用该相交顶点数组的相邻铺层邻域对象中的铺层曲面，依此找出与该顶点数组具有最近距离的顶点，形成两个相邻的铺层邻域组的顶点数组；将两个相邻的铺层邻域顶点数组作为输入，形成两个相邻铺层邻域对象的过渡曲面；

步骤2.5：依次将铺层邻域铺层曲面、过渡曲面合并成铺层曲面；根据铺放角度修改已合并生成的铺层曲面颜色，若无合并操作，则直接修改铺层邻域对象铺层曲面颜色。