[发明专利]一种保证制造质量的变刚度复合材料结构优化设计方法

摘要

本发明属于复合材料结构优化设计方法领域，并具体公开了一种保证制造质量的变刚度复合材料结构优化设计方法，包括以下步骤：在复合材料结构的设计域内定义一系列离散设计点，并设定各设计点处纤维角度θi的初始值；将复合材料结构的设计域划分为多个正方形单元，计算各单元中心点处的纤维角度；建立单元刚度矩阵并计算得到整体位移向量和单元位移向量；计算c、ge及利用c、ge、及θi上下界更新纤维角度；重复上述步骤直至满足优化终止条件。采用本发明优化设计得到的变刚度复合材料结构在制造工程中，纤维带之间不会产生重叠或空隙，保证了结构的制造质量，避免了制造缺陷对结构性能的危害。

主权项

1.一种保证制造质量的变刚度复合材料结构优化设计方法，其特征在于，包括以下步骤：1)在复合材料结构的设计域内定义一系列离散设计点pi，并设定各设计点pi处纤维角度θi的初始值，其中，i＝1,2,…,n，n为正整数；2)将复合材料结构的设计域划分为Ne个正方形单元，计算各单元中心点xe处的纤维角度θe；3)建立依赖于纤维角度θe的单元刚度矩阵Ke(θe)，并计算得到整体位移向量U和单元位移向量ue；4)计算目标函数柔度值c、目标函数柔度值c对纤维角度θ_i的灵敏度值约束函数值g_e及约束函数值g_e对纤维角度θ_i的导数值5)利用步骤4)计算得到的c、g_e、以及预设的θ_i上下界更新纤维角度θ_i；6)重复步骤2)‑5)直至满足优化终止条件，以此完成复合材料结构的优化设计。