一种变厚度复合材料层压板有限元建模方法

标题：一种变厚度复合材料层压板有限元建模方法

摘要：本发明提供一种变厚度复合材料层压板有限元建模方法，步骤如下：指定模型中子层压板数量NL及总的铺层数NP；提取模型的外型面SO和内型面SI，根据厚度区域对外型面SO进行一级分区，并赋予其二维层压板属性；将铺层序列展开以使每一个一级分区对应NL个二级分区；创建二级分区等效材料及等效属性；计算每个二级分区对应的子层压板厚度TX_ Y；对外型面SO划分面网格；复制外型面SO上的NN个原始节点，并将复制的节点投影到内型面SI上，形成投影节点集合；在原始节点与投影节点之间线性插入节点阵列；采用从一个底面到另一底面的顺序逐个二级分区生成实体单元，并赋予对应的截面属性。本发明解决人工建模重复工作量大、耗时长、人为建模易错的问题。

申请号：CN201710979164.7

申请日：2017/10/19

申请人：中国航空工业集团公司西安飞机设计研究所

首项权利要求：1.一种变厚度复合材料层压板有限元建模方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤一：指定CAD层压板模型中厚度方向子层压板数量NL及总的铺层数NP，NL≤NP；
步骤二：提取CAD层压板模型的外型面SO和内型面SI，根据厚度区域对外型面SO进行一级分区，一级分区的总数量记录为NR1；同时对每一个一级分区按照铺层数量和铺层顺序赋予二维层压板属性；
步骤三：提取步骤二中每个一级分区的二维层压板属性，并将整个铺层序列按照一级分区的数量NR1和子层压板数量NL展开，以使每一个一级分区对应NL个二级分区；接着创建二级分区等效材料及等效属性；再计算每个二级分区对应的子层压板厚度TX_ Y；
步骤四：对外型面SO划分面网格，记录所有单元的节点号及排列顺序，以及记录外型面SO上面网格单元总数NE及节点总数NN；
步骤五：复制外型面SO上面的NN个原始节点，并将复制的节点投影到内型面SI上，形成投影节点集合；
步骤六：调用子层压板的数量NL以及每个二级分区子层压板的厚度TX_ Y，按照厚度比例在原始节点与投影节点之间线性插入节点阵列；
步骤七：依据步骤四周获得的单元的节点号及排列顺序，结合原始节点、投影节点及节点阵列，采用从一个底面到另一底面的顺序逐个二级分区生成实体单元，同时删除基于外型面SO的面网格以及二维层压板属性；
步骤八：对每一个二级分区赋予对应的三维截面属性。

专利类型：发明申请