[发明专利]局部延展变形的小曲率曲面展开方法

权利要求书

1.一种局部延展变形的小曲率曲面展开方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：

步骤S1：等面积展开目标曲面得到等面积展开毛坯；

步骤S2：获取目标曲面中，延展区域与非延展区域的分布；

步骤S3：计算延展区域的延展量；

步骤S4：基于步骤S3得到的延展量，修正步骤S1得到的等面积展开毛坯。

2.根据权利要求1所述的局部延展变形的小曲率曲面展开方法，其特征在于，所述步骤S1将目标曲面离散为三角形网格后，结合单元等面积重构与单元搜索方法实现曲面展开。

3.根据权利要求1所述的局部延展变形的小曲率曲面展开方法，其特征在于，所述步骤S1中等面积展开毛坯通过调整平面网格节点的位置，释放网格内部的变形能。

4.根据权利要求1所述的局部延展变形的小曲率曲面展开方法，其特征在于，所述步骤S2中延展区域与非延展区域分布在激光喷丸成形中对应喷丸区域与非喷丸区域，喷丸区域分布的确定方法采用试错法或分布式固有矩工艺规划方法。

5.根据权利要求4所述的局部延展变形的小曲率曲面展开方法，其特征在于，获取目标曲面延展区域和非延展区域的方法为，针对激光喷丸成形工艺，基于试错法，不断改变喷丸区域的分布，通过对比当前喷丸区域分布下的成形曲面与目标曲面的形状差异，最终获得目标曲面成形对应的喷丸区域和非喷丸区域分布。

6.根据权利要求1所述的局部延展变形的小曲率曲面展开方法，其特征在于，所述步骤S3中针对激光喷丸成形，在工艺参数未知时，通过应变分布优化模型计算：

其中，min为最小值函数，s.t.为优化模型的约束条件，为单元面内延展，n为当前延展区域的单元总数，ε_i为第i个单元展开后的实际延展，为展开后所有单元的平均延展。

7.根据权利要求6所述的局部延展变形的小曲率曲面展开方法，其特征在于，所述步骤S3中针对激光喷丸成形，在工艺参数已知时，通过理论公式计算；

式中，为当前工艺参数对应的延展量，ε^*(z)为当前工艺参数对应的固有应变分布，h为板厚，z方向为固有应变的深度方向。

8.根据权利要求6所述的局部延展变形的小曲率曲面展开方法，其特征在于，所述应变分布优化模型以等应变展开方法为基础，基于有限元理论推导出单个单元的等应变重构公式，再结合搜索单元的涟漪法，实现延展区域单元的等应变展开。

9.根据权利要求8所述的局部延展变形的小曲率曲面展开方法，其特征在于，单元等应变重构方法，先将空间单元旋转至平面，再运用等应变展开公式构建出平面网格中的单元。

10.根据权利要求1所述的局部延展变形的小曲率曲面展开方法，其特征在于，所述步骤S4中将单元的延展量以载荷的形式，加载至目标曲面延展区域在等面积展开毛坯中的映射区域，通过数值计算得到考虑局部延展变形的展开毛坯。