本發(fā)明屬于復(fù)合材料結(jié)構(gòu)修理，尤其是涉及一種多級夾層梁挖補修理參數(shù)化建模方法、設(shè)備和介質(zhì)。

背景技術(shù)：

1、輕量化是航空業(yè)永恒不變的課題，復(fù)合材料因其在滿足結(jié)構(gòu)強度需求的前提下，能大幅減輕結(jié)構(gòu)重量，滿足輕量化的需求，從而廣泛運用于機身次承力結(jié)構(gòu)部件。

2、多級夾層梁運用于飛機的雷達(dá)罩中，其特有的蜂窩填充加強筋結(jié)構(gòu)能顯著提升整體結(jié)構(gòu)的承載能力。而雷達(dá)罩在服役階段經(jīng)常會遭受裂紋、脫膠和凹坑等損傷，為了保證雷達(dá)罩的氣動完整性，通常采用膠接挖補修理進(jìn)行修復(fù)，同時，雷達(dá)罩經(jīng)常受到側(cè)向壓縮載荷，研究其中的加筋結(jié)構(gòu)的后屈曲承載能力與其側(cè)向壓縮性能是有重要意義的。

3、而在工程上需要對上述結(jié)構(gòu)進(jìn)行搶修方案制定或超手冊修理時，因為機型、損傷位置、損傷程度的差異性，導(dǎo)致建模時需構(gòu)建不同的尺寸、材料、鋪層等參數(shù)。同時，因裝配式結(jié)構(gòu)本身的復(fù)雜性(復(fù)合材料上下面板、蜂窩夾層、加強筋、膠層、補片)，需要設(shè)定部件的位置關(guān)系與部件之間的接觸關(guān)系。abaqus的傳統(tǒng)建模方式耗費了大量時間進(jìn)行復(fù)雜的重復(fù)性操作，降低了工程效率。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、有鑒于此，本發(fā)明旨在克服現(xiàn)有技術(shù)中上述問題的不足之處，提出一種多級夾層梁挖補修理參數(shù)化建模方法、設(shè)備和介質(zhì)。

2、為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實現(xiàn)的：

3、本發(fā)明第一方面提供了一種多級夾層梁挖補修理參數(shù)化建模方法，包括如下步驟：

4、步驟1：定義模型所需參數(shù)；

5、步驟2：建立多級夾層梁挖補修理結(jié)構(gòu)各部件幾何模型，包括蜂窩夾層結(jié)構(gòu)模型、加強筋模型，并根據(jù)損傷位置和損傷信息，去除母板與夾層的損傷區(qū)域，根據(jù)損傷信息，創(chuàng)建與損傷區(qū)域配合的補片模型、替芯模型和膠層模型；

6、步驟3：導(dǎo)入各部件材料參數(shù)，賦予各部件截面屬性；

7、步驟4：通過軸對稱裝配蜂窩夾層結(jié)構(gòu)與加強筋結(jié)構(gòu)，根據(jù)損傷信息裝配多級夾層梁結(jié)構(gòu)與修理補片、替芯、膠層；

8、步驟5：劃分網(wǎng)格，設(shè)置接觸關(guān)系，施加載荷；

9、步驟6：創(chuàng)建buckle分析步，計算模型屈曲模態(tài)，導(dǎo)入dynamic?explicit分析步，計算模型極限側(cè)向壓縮載荷。

10、進(jìn)一步的，所述步驟2中，構(gòu)建蜂窩夾層結(jié)構(gòu)模型包括：

11、通過abaqus內(nèi)置函數(shù)setprimaryobject進(jìn)入草圖界面，進(jìn)行草圖繪制；

12、通過函數(shù)rectangle構(gòu)建矩形，其圖形為蜂窩夾層結(jié)構(gòu)在草圖平面的投影；

13、通過函數(shù)basesolidextrude將矩形拉伸不同深度，構(gòu)建出蜂窩夾層結(jié)構(gòu)的上下面板與蜂窩夾層模型。

14、通過函數(shù)datumpointbyoffset構(gòu)建上下面板的分層點；

15、通過函數(shù)datumcsybythreepoints將面板進(jìn)行分層。

16、進(jìn)一步的，所述步驟2中，構(gòu)建加強筋模型包括：

17、在草圖中通過函數(shù)line連接加強筋的所有拐點，形成封閉曲線，再進(jìn)行拉伸構(gòu)建出加強筋模型；

18、在草圖中通過函數(shù)line連接加強筋的部分拐點，形成與加強筋草圖內(nèi)嵌的封閉曲線，再進(jìn)行拉伸構(gòu)建出加強筋中的蜂窩夾層模型；

19、通過函數(shù)offsetfaces對加強筋的不同面集進(jìn)行偏移，完成加強筋分層。

20、進(jìn)一步的，所述步驟2中，根據(jù)損傷位置和損傷信息，去除母板與夾層的損傷區(qū)域包括：

21、根據(jù)參數(shù)確定損傷位置和損傷信息；

22、通過函數(shù)makesketchtransform進(jìn)入上面板平面編輯，根據(jù)損傷位置和損傷信息通過cutextrude函數(shù)對面板和夾層進(jìn)行放樣。

23、進(jìn)一步的，所述步驟3包括：

24、通過自定義函數(shù)readlaminate、readadhesive、readhoney讀取excel中存儲的復(fù)合材料、膠層、蜂窩夾層材料屬性，導(dǎo)入到abaqus中，形成對應(yīng)截面屬性；

25、通過自定義函數(shù)readply_sequence、readsec_adhesive、readsec_honey讀取excel中存儲的復(fù)合材料、膠層、蜂窩夾層的截面屬性，完成截面屬性賦予。

26、進(jìn)一步的，所述步驟4包括：

27、通過rotate函數(shù)實現(xiàn)部件的旋轉(zhuǎn)指令、instancelist函數(shù)定義旋轉(zhuǎn)對象并定義旋轉(zhuǎn)角度；

28、通過translate函數(shù)實現(xiàn)部件的平移指令，vector函數(shù)定義平移向量，平移向量通過自定義參數(shù)進(jìn)行定義；

29、根據(jù)損傷位置信息，通過rotate、translate等函數(shù)將補片、替芯、膠層裝配在損傷區(qū)域。

30、進(jìn)一步的，所述步驟5包括：

31、劃分網(wǎng)格包括：

32、通過seedpart函數(shù)確定網(wǎng)格大??；

33、通過setelementtype函數(shù)和setmeshcontrols函數(shù)確定網(wǎng)格類型；

34、通過assignstackdirection函數(shù)定義堆疊方向；

35、設(shè)置接觸關(guān)系包括：

36、通過tie函數(shù)將部件接觸面綁定；

37、通過findat函數(shù)定位接觸面位置，并通過master和slave函數(shù)確定主從面；

38、通過contactproperty函數(shù)構(gòu)建整體接觸關(guān)系；

39、施加載荷包括定義邊界條件與載荷，沿加強筋軸向方向，一端固定，其余邊自由；在固定端的另一端，施加1n的側(cè)向壓縮載荷，具體包括：

40、通過referencepoints函數(shù)在固定端與加載端建立參考點；

41、通過set函數(shù)將參考點設(shè)定為集；

42、通過coupling函數(shù)將兩個參考點分別與固定端、加載端耦合；

43、通過encastrebc和concentratedforce函數(shù)完成固定端的約束與加載端的力載荷施加。

44、進(jìn)一步的，所述步驟6包括：

45、通過自定義函數(shù)getblockposition將指針定位到inp文件中的相關(guān)位置，通過insert函數(shù)插入相應(yīng)代碼，實現(xiàn)屈曲模態(tài)提取功能；

46、通過waitforcompletion函數(shù)首先計算buckle分析步，提取結(jié)果文件中的一階屈曲模態(tài)；

47、通過函數(shù)explicitdynamicsstep創(chuàng)建顯示動力學(xué)分析步，其中通過historyoutputrequest函數(shù)和fieldoutputrequests函數(shù)分別定義歷史輸出變量和場輸出變量；

48、通過displacementbc函數(shù)定義位移載荷，通過函數(shù)smoothstepamplitude函數(shù)定義賦值曲線，并將幅值曲線運用于位移載荷，提高結(jié)果穩(wěn)定性；

49、通過自定義函數(shù)getblockposition將指針定位到inp文件相關(guān)位置，引入buckle分析步中的屈曲模態(tài)；

50、通過函數(shù)usersubroutine導(dǎo)入用戶自定義子程序，引入各材料剛度退化準(zhǔn)則，計算有限元模型在側(cè)向壓縮載荷下的壓縮強度以及破壞模式。

51、本發(fā)明第二方面提供了一種電子設(shè)備,包括存儲器、處理器及存儲在存儲器上并可在處理器上運行的計算機程序,所述處理器執(zhí)行所述程序時實現(xiàn)上述的一種多級夾層梁挖補修理參數(shù)化建模方法。

52、本發(fā)明第三方面提供了一種計算機可讀存儲介質(zhì),其上存儲有計算機程序,該程序被處理器執(zhí)行時實現(xiàn)上述的一種多級夾層梁挖補修理參數(shù)化建模方法。

53、相對于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明所述的一種多級夾層梁挖補修理參數(shù)化建模方法、設(shè)備和介質(zhì)具有以下優(yōu)勢：

54、本發(fā)明利用python語言對abaqus進(jìn)行二次開發(fā)，搭建參數(shù)化建模平臺，實現(xiàn)了復(fù)雜有限元模型的準(zhǔn)確建模，能大幅節(jié)省有限元建模時間，同時能與工程試驗結(jié)果互相證，提高工程效率。

55、本發(fā)明實現(xiàn)了多級夾層梁結(jié)構(gòu)挖補修理模型的參數(shù)化建模方法、設(shè)備和介質(zhì)，只需更改參數(shù)即可實現(xiàn)模型的自動建模與分析。