1.一種基于有限元的變剛度復(fù)合材料層合板的建模方法,其特征在于,包括:
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述方法,其特征在于,所述s1層合板幾何參數(shù)包括層合板的長(zhǎng)度、寬度、曲板剖面曲線方程z=z(x)、圓孔中心在o1xyz直角坐標(biāo)系中的坐標(biāo)與圓孔半徑。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述方法,其特征在于,所述s1復(fù)合材料纖維鋪層參數(shù)包括纖維路徑寬度、纖維路徑平移距離、纖維方向周期變化起始角度t0、纖維方向周期變化終止角度t1、單層纖維厚度、纖維鋪層數(shù)、纖維曲線坐標(biāo)系與層合板幾何坐標(biāo)系的夾角φ。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述方法,其特征在于,所述s1有限元單元尺寸參數(shù)包括網(wǎng)格尺寸、孔邊界過(guò)渡單元層數(shù)。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述方法,其特征在于,所述s2劃分四邊形網(wǎng)格過(guò)程中,對(duì)于曲板結(jié)構(gòu),將其沿法向投影成平面,對(duì)該平面形狀劃分網(wǎng)格后,根據(jù)s1中定義的曲板剖面曲線方程z=z(x)進(jìn)行坐標(biāo)變換,計(jì)算四邊形網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)的三維坐標(biāo);二維坐標(biāo)到三維坐標(biāo)的變換過(guò)程定義如下:
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述方法,其特征在于,所述s3有限元單元中心點(diǎn)的幾何坐標(biāo)由以下公式計(jì)算:
7.根據(jù)權(quán)利要求1或3所述方法,其特征在于,所述s5纖維參考路徑中心曲線的方向角度由以下公式定義:
8.根據(jù)權(quán)利要求1或3或7所述方法,其特征在于,所述s5纖維參考路徑中心曲線由以下公式定義:
9.根據(jù)權(quán)利要求1或3或7或8所述方法,其特征在于,所述s6每條纖維均由s5中定義的該層纖維參考路徑中心曲線按照s1中定義的纖維路徑平移距離平移一次或多次得到。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述方法,其特征在于,所述s6每個(gè)單元中心點(diǎn)坐標(biāo)下的纖維方向角度與鋪層數(shù)的計(jì)算過(guò)程中,需要對(duì)單元中心點(diǎn)進(jìn)行xo1y與ros間的坐標(biāo)變換。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述方法,其特征在于,所述s6每個(gè)單元中心點(diǎn)坐標(biāo)下的纖維方向角度與鋪層數(shù)的計(jì)算過(guò)程中,對(duì)于纖維間的重疊部分,即多條纖維的共有單元,分別記錄該單元在不同纖維中的纖維方向角度,并且對(duì)鋪層數(shù)累積計(jì)算。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述方法,其特征在于,所述s6每個(gè)單元中心點(diǎn)坐標(biāo)下的纖維方向角度與鋪層數(shù)的計(jì)算過(guò)程中,對(duì)于纖維間的間隙部分,即不屬于該層任一纖維的單元,無(wú)需記錄該單元在本層的纖維方向角度,并且鋪層數(shù)保持不變。
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述方法,其特征在于,所述s7材料屬性包括沿纖維方向的彈性模量e1、垂直于纖維方向的彈性模量e2、泊松比ν12、面內(nèi)剪切模量g12、纖維密度ρ,以及s6所述的纖維方向角度與纖維鋪層數(shù)。