(19)中华 人民共和国 国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202111303095.0 (22)申请日 2021.11.05 (71)申请人 上海索辰信息科技股份有限公司 地址 201204 上海市浦东 新区五星路676弄 27号 (72)发明人 张志刚　杨修齐　亚纪轩　 (74)专利代理 机构 上海泰能知识产权代理事务 所(普通合伙) 3123 3 代理人 孙健　宋缨 (51)Int.Cl. G06F 30/23(2020.01) G06F 30/18(2020.01) G06F 113/26(2020.01) G06F 119/14(2020.01) (54)发明名称 一种复合材料铺层的网格密度优化仿真分 析方法 (57)摘要 本发明涉及一种复合材料铺层的网格密度 优化仿真分析方法， 包括： 步骤(1)： 获取需要进 行铺层仿真分析的几何模型； 步骤(2)： 根据所述 几何模型生成层合板所需的模型面； 步骤(3)： 根 据所述层合板的模型面来设置铺层仿真分析的 起始点， 并设置铺层的纤维方向； 步骤(4)： 设置 铺层的性质参数； 步骤(5)： 根据所述起始点和铺 层的纤维方向， 通过曲率自适应方法生成铺层网 格密度并剪切铺层， 再次通过所述曲率自适应方 法对生成的铺层网格密度进行优化， 得到最优铺 层网格密度。 本发明能够根据曲率自适应方法得 到最优的网格密度和铺 层结果。 权利要求书1页 说明书5页 附图9页 CN 114004126 A 2022.02.01 CN 114004126 A 1.一种复合材 料铺层的网格密度优化仿真 分析方法， 其特 征在于， 包括： 步骤(1)： 获取需要 进行铺层仿真分析的几何模型； 步骤(2)： 根据所述几何模型生成层合板所需的模型面； 步骤(3)： 根据 所述层合板的模型面来设置铺层仿真分析的起始点， 并设置铺层的纤维 方向； 步骤(4)： 设置铺 层的性质参数； 步骤(5)： 根据 所述起始点和铺层的纤维方向， 通过曲率自适应方法生成铺层网格密度 并剪切铺层， 再次通过所述 曲率自适应方法对生成的铺层 网格密度进行优化， 得到最优铺 层网格密度。 2.根据权利要求1所述的复合材料铺层的网格密度优化仿真分析方法， 其特征在于， 所 述步骤(3)中的根据所述层合板的模 型面来设置铺层仿 真分析的起始 点P， 并设置铺层的纤 维方向， 具体为： 选取所述层合板上一点作为起始 点P， 根据所述起始 点P生成坐标系； 其中， 所述坐标系包括x轴和y轴， 根据所述 坐标系中x轴的方向来确定铺 层的纤维方向。 3.根据权利要求2所述的复合材料铺层的网格密度优化仿真分析方法， 其特征在于， 所 述步骤(5)中的根据所述起始点和铺层的纤维方向， 通过曲率自适应方法生成铺层 网格密 度， 具体为： 根据所述层合板模型面上 的起始点P和铺层的纤维方向， 分别生成与所述坐标 系中x轴和y轴相对应的测地线L1和测地线L2， 通过预设网格大小确定测地线L1上点(i,j ‑1) 和测地线L2上点(i‑1,j)的位置， 根据点(i,j ‑1)和点(i ‑1,j)的位置得到当前交汇点(i,j) 的位置； 基于当前交汇点(i,j)， 采用基于运动学的方法得到下一个交汇点， 不 断循环直到 所有交汇点形成的网格铺满层合板的模型面。 4.根据权利要求3所述的复合材料铺层的网格密度优化仿真分析方法， 其特征在于， 所 述基于运动学的方法的公式为： 其中， a表 示铺层网格的长度， b表示铺层网格的宽度， (xi,j,yi,j,zi,j)表示点(i,j)坐标， (xi‑1,j, yi‑1,j,zi‑1,j)表示点(i ‑1,j)坐标， (xi,j‑1,yi,j‑1,zi,j‑1)表示点(i,j ‑1)坐标， F(xi,j,yi,j, zi,j)＝0表示 点(i,j)处 受力为0。 5.根据权利要求1所述的复合材料铺层的网格密度优化仿真分析方法， 其特征在于， 所 述步骤(4)中铺 层的性质参数包括铺 层材料、 铺层限制方法和铺 层网格密度。 6.根据权利要求1所述的复合材料铺层的网格密度优化仿真分析方法， 其特征在于， 所 述步骤(5)中的剪切铺 层具体为： 通过线形切口或V形切口来剪切铺 层。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 114004126 A 2一种复合材料铺层的网格密 度优化仿真分析方 法 技术领域 [0001]本发明涉及复合材料铺层制造工艺设计和仿真分析技术领域， 特别是涉及一种复 合材料铺层的网格密度优化仿真 分析方法。 背景技术 [0002]复合材料制件最基本的单元是铺层， 铺层是复合材料制件中的一层单向带或织物 形成的复合材料单向层。 由两层或多层同种或不同种材料铺层层合压制而成的复合材料板 材称为层合板。 复合材料层压结构件的基本单元正是这种按 各种不同铺层设计要 素组成的 层合板。 铺层是层合板的基本结构单元， 铺层中增强纤维的方向或织物径向纤维方向为材 料的主方向(即纵向)； 垂 直于增强纤维方向或织物的纬向纤维方向为材料的另一个主方向 (即横向)。 [0003]复合材料的铺层仿真分析主要是根据铺层的层合板基本形状、 铺层原点、 铺层方 向、 铺层材料以及铺层限制等设置模拟出真实铺层分析中的结果并根据计算出的结果进 行 优化。 在该过程中， 复合材料制件铺层表面的形状往往会限制铺层的网格密度， 故该过程需 要不断调整网格大小进而得到一个最优结果。 但在软件上进行仿真计算， 根据得到的结果 来反复地调整网格密度是一个很耗费人力、 物力、 财力的事情。 发明内容 [0004]本发明所要解决的技术问题是提供一种复合材料铺层的网格密度优化仿真分析 方法， 能够根据曲率自适应方法得到最优的网格密度和铺 层结果。 [0005]本发明解决其技术问题所采用的技术方案是： 提供一种复合材料铺层的网格密度 优化仿真 分析方法， 包括： [0006]步骤(1)： 获取需要 进行铺层仿真分析的几何模型； [0007]步骤(2)： 根据所述几何模型生成层合板所需的模型面； [0008]步骤(3)： 根据所述层合板的模型面来设置铺层仿真分析的起始点， 并设置铺层的 纤维方向； [0009]步骤(4)： 设置铺 层的性质参数； [0010]步骤(5)： 根据所述起始点和铺层的纤维方向， 通过曲率自适应方法生成铺层网格 密度并剪切铺层， 再次通过所述 曲率自适应方法对生成的铺层 网格密度进行优化， 得到最 优铺层网格密度。 [0011]所述步骤(3)中的根据所述层合板的模型面来设置铺层仿真分析的起始点P， 并设 置铺层的纤维方向， 具体为： 选取所述层合板上一点作为起始 点P， 根据所述起始 点P生成坐 标系； 其中， 所述坐标系包括x轴和y轴， 根据所述坐标系中x轴的方向来确定铺层的纤维方 向。 [0012]所述步骤(5)中的根据所述起始点和铺层的纤维方向， 通过曲率自适应方法生成 铺层网格密度， 具体为： 根据所述层合板模型面上的起始点P和铺层的纤维方向， 分别生成说　明　书 1/5 页 3 CN 114004126 A 3