[发明专利]一种缝合式夹芯板有限元参数化建模方法

摘要

本发明公开了一种缝合式夹芯板有限元参数化建模方法，包括如下步骤：(1)、获取缝合式夹芯板的几何特征参数；(2)、获取缝合式夹芯板的有限元建模特征参数；(3)、采用几何匹配关系建立缝合式夹芯板有限元模型数据库；(4)、将上述步骤编成参数化建模脚本程序即完成构建缝合式夹芯板的有限元模型。本发明的建模方法在对缝合式夹芯板进行有限元建模中，采用参数化建模方法，可以快速、方便的得到缝合式夹芯板在不同尺寸、缝合线密度等参数变量下的有限元分析模型，并通过MATLAB与MSC.PCL语言交互编程实现，进而有效缩短建模周期、提升单元质量、提高分析效率和分析精度，能够实现缝合式复合材料夹芯板的高效、高精度分析。

主权项

1.一种缝合式夹芯板有限元参数化建模方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)、获取缝合式夹芯板的几何特征参数,所述缝合式夹芯板包括上、下面板和位于中间的夹芯层，该夹芯层与上、下面板之间通过胶层粘合，并用缝合线缝合为一体；所述几何特征参数包括缝合式夹芯板的长L、宽W、夹芯板各层的厚度hi、缝合线截面半径R、缝合线密度M和缝合角度θ；所述缝合线密度M为：M＝Mhj×Mzj其中，Mhj为缝合线行距，Mzj为缝合线针距；(2)、获取缝合式夹芯板的有限元建模特征参数，所述有限元建模特征参数包括：缝合式夹芯板网格尺寸m和夹芯板每层结构的网格层数ni，其中缝合式夹芯板网格尺寸m为：m＝max({x|x＝Mhj/N,N∈N*}∩{x|x＝Mzj/N,N∈N*}∩{x|x＝mθ/N,N∈N*}∩{x|x≤mmax})式中，max()为求集合内元素的最大值；x为满足单一仿真分析要求的单元尺寸，N为任意正整数，N*为正整数集；mθ为满足缝合角度θ的单元尺寸，其公式为：mθ＝H/tanθ，其中H为夹芯板总厚度，θ为缝合角度；mmax为满足计算需求的有限元单元最大尺寸，其公式为：式中，min()为求集合内元素的最小值、E为弹性模量、hi为缝合式夹芯板各层厚度、j为缝合式夹芯板层数、ρ为材料密度、ωmax为最高分析频率、ν为泊松比；所述夹芯板每层结构的网格层数ni为：式中，hi为各板厚度，m为单元尺寸；(3)、采用几何匹配关系建立缝合式夹芯板有限元模型数据库；(4)、将上述步骤编成参数化建模脚本程序即完成构建缝合式夹芯板的有限元模型。