[发明专利]一种变刚度纤维复合材料的制备方法

摘要

本发明公开了一种变刚度纤维复合材料制件的制备方法，具体地，本发明采用有限元软件对复合材料制件在实际工况下的受力情况进行静力分析，得到各结点的主应力大小及方向分布，并用与优化参数关联的曲线族函数描述纤维的轨迹，采用非线性加权最小二乘法对纤维轨迹进行优化得到最优纤维轨迹，从而制备纤维复合材料制件。该制备方法可制得纤维轨迹优化的复合材料制件，充分发挥纤维的力学性能，提高纤维铺放规则连续性和可制造性，同时实现对刚度和强度的裁剪优化设计，在减轻结构重量、提高结构性能和降低制造成本等方面显示出极大的优势和发展潜力。

主权项

一种变刚度纤维复合材料制件的制备方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：1)对复合材料制件在实际工况下的受力情况进行静力分析，得到制件各结点的主应力大小及方向分布的数据(或情况)，从而确定主应力集中区域和主应力方向；2)根据主应力集中区域大小和主应力方向对制件性能的影响程度，将制件分成多个小区域，针对每个小区域的主应力分布特征，设计与优化参数关联的曲线族函数，所述曲线族函数用于描述纤维的轨迹；3)采用非线性加权最小二乘法，根据制件的主应力分布情况，对纤维轨迹进行优化，从而得到制件的优化纤维轨迹；4)按照优化纤维轨迹，采用纤维丝束制备纤维预成型体；和5)通过复合材料成型工艺，将所述的纤维预成型体制备成纤维复合材料制件。