[发明专利]基于全局补偿量的复合材料固化变形的协同控制方法

权利要求书

1.一种基于全局补偿量的复合材料固化变形的协同控制方法，包括以下步骤：

步骤一、根据复合材料构件的固化工艺曲线，确定保温时间、降温时间和压力值作为待控制的工艺参数，选取k组固化工艺，其中，k＝2^x，x为整数且x≥3，所述保温时间、降温时间和压力值均位于相应的预设范围内；

步骤二、建立复合材料构件的有限元分析模型和对应的模具理论模型，所述模具理论模型的成型面与复合材料构件的表面一致；

步骤三、基于步骤一得到的k组固化工艺，分别对复合材料构件的成型过程进行仿真，得到k组固化后的复合材料构件，记作仿真构件模型，同时得到对应的固化变形量位移云图；

假设仿真构件模型的表面具有m个网格和n个节点，对于每一组仿真构件模型均进行如下操作：

1)从固化变形量位移云图中找到仿真构件模型中所有网格节点的固化变形最大值和固化变形最小值；

2)根据下式计算仿真构件模型的加权固化变形平均值：

式中，S_i是仿真构件模型的表面第i个网格的面积，h_j是仿真构件模型的网格上第j个节点沿法向投影到模具理论模型的成型面的距离；

3)根据下式计算仿真构件模型的固化变形均方根值：

式中，h_j是仿真构件模型的网格上第j个节点沿法向投影到模具理论模型的成型面的距离；

步骤四、将步骤三得到k组加权固化变形平均值、固化变形均方根值、固化变形最小值和固化变形最大值，按以下方法选取全局补偿量最小值：

S41、将k组加权固化变形平均值按照从小到大的顺序进行排列，选取前k/2+1组加权固化变形平均值，并找出相对应的固化变形均方根值；

S42、将步骤S41得到的k/2+1组固化变形均方根值从小到大排列，选取前k/4+1组固化变形均方根值，并找出相对应的固化变形最小值；

S43、将步骤S42得到的k/4+1组固化变形最小值从小到大进行排列，选取前k/8+1组固化变形最小值，并找出相应的固化变形最大值；

S44、将步骤S43得到的k/8+1组固化变形最大值从大到小排列，最后选取固化变形量最大值中的极小值，作为全局补偿量最小值，并得到全局补偿量最小值所对应的仿真构件模型的网格型面；

步骤五、根据全局补偿量最小值所对应的仿真构件模型的网格型面进行反向补偿，得到成型模具的成型面，并依此制得热压罐工艺成型模具；

步骤六、采用步骤五制得的热压罐工艺成型模具，以全局补偿量最小值所对应的固化工艺对复合材料构件进行固化成型。

2.根据权利要求1所述的基于全局补偿量的复合材料固化变形的协同控制方法，其特征在于：步骤一中，按照全因子的DOE试验设计准则，将保温时间、降温时间和压力值共3个待控制的工艺参数，随机设计组合为8组固化工艺，即k＝8。