复材固化变形仿真网格尺寸确定方法及应用与流程

本发明属于计算机仿真，具体涉及一种复材固化变形仿真网格尺寸确定方法及应用。

背景技术：

1、目前，复合材料固化变形仿真中网格尺寸的确定主要依赖工程师经验或采用全局统一划分方法。依赖工程师经验的划分方法会导致不同工程师仿真计算的结果均有一定差异；而采用全局统一划分方法，对于曲率变化大的区域，过疏的网格会导致仿真精度不足；而对于平坦区域，过密的网格又会造成计算资源浪费。同时，处理正式零件型面的结构特征并开展网格划分，需要大量的人为操作与处理时间，尤其在航空航天领域复杂曲面零件的仿真中，现有技术缺乏科学量化标准来确定最优网格尺寸，导致仿真结果可信度与计算效率难以平衡。且传统方法通常需要多次试算调整，或者采用复杂的评估过程及准备时间进行最终确定。现有针对于二维三角网格的划分方法，存在适用性差，网格类型不适用于复材固化变形仿真的问题。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种复材固化变形仿真网格尺寸确定方法及应用，以解决复材零件固化变形仿真中网格尺寸的确定依赖主观经验，导致仿真精度不足或计算量大、仿真结构可信度与计算效率难以平衡的问题。

2、本发明通过下述技术方案实现：

3、复材固化变形仿真网格尺寸确定方法，包括以下步骤：

4、提取待仿真复材零件的贴膜面，计算复材零件贴膜面的最小体积包络尺寸，获取贴膜面曲率最大位置的曲率曲线，并沿截面曲线法向拉伸生成等截面的曲面a；

5、以贴膜面最小体积包络尺寸的长和宽为边界生成平面b；

6、以曲面a和平面b为基础，分别沿厚度方向生成实体aa和实体bb；

7、将实体aa、实体bb分别在仿真软件中按照默认全局网格尺寸划分网格，按照复材固化变形仿真流程，建立固化变形仿真模型，并分别计算对应的固化变形量，得到最大变形量；

8、逐步调整网格尺寸，重复进行变形仿真计算得到实体aa和实体bb的最大变形量；

9、以1/网格尺寸为横坐标、最大变形量为纵坐标绘制曲线，当相邻两次最大变形量的变化率满足设定条件时，终止迭代分析，并记录当前对应的网格尺寸；

10、比较网格尺寸，取两者的较小值作为待测复材零件固化变形仿真网格尺寸。

11、在一些实施例中，对实体aa、实体bb进行固化变形仿真分析之前，获取待测仿真复材零件信息，包括材料牌号、铺层顺序及坐标系、零件厚度、工艺曲线等。

12、在一些实施例中，获取贴膜面曲率最大位置的曲率曲线的步骤包括：通过曲率分析工具分析贴模面曲率，找出贴模面上曲率最大的位置，并形成曲率曲线。

13、在一些实施例中，获取贴膜面曲率最大位置的曲率曲线的步骤包括：以最小包络体积的宽高平面为基准，在贴模面长度方向上做若干个平行平面，然后分别构建平行平面与贴模面的相交线，计算每条相交线上曲线长度与首尾相连的直线长度的比值，将比值最大的曲线作为曲率曲线。

14、在一些实施例中，在对实体aa、实体bb进行固化变形仿真迭代分析时，仅改变网络尺寸大小，其它设置保持不变。

15、在一些实施例中，迭代分析时，网格尺寸的调整根据迭代仿真结果逐步向上或向下调整。

16、另一方面，本发明还提供一种复材固化变形仿真网格尺寸确定方法在全铺层层压板零件、丢层零件的固化变形仿真中的应用。

17、本发明与现有技术相比，具有以下优点及有益效果：

18、本发明方法通过最小包络尺寸关联网格划分对象，采用基于曲率特征和包络尺寸的“曲面-平面”双基准网格划分策略，建立网格尺寸与仿真结果收敛性的动态评估方法，避免了前期需要长时间处理真实复材零件型面结构特征与网格划分的问题，提取简易结构替代真实零件的结构特征，在仿真迭代更新过程中只需更改全局网格尺寸，能够节省大量时间，并能够很好地保证仿真结果精度，实现了仿真精度与效率的有效平衡。

1.复材固化变形仿真网格尺寸确定方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的复材固化变形仿真网格尺寸确定方法，其特征在于，对实体aa、实体bb进行固化变形仿真分析之前，获取待测仿真复材零件信息，包括材料牌号、铺层顺序及坐标系、零件厚度、工艺曲线。

3.根据权利要求1所述的复材固化变形仿真网格尺寸确定方法，其特征在于，获取贴膜面曲率最大位置的曲率曲线的步骤包括：通过曲率分析工具分析贴模面曲率，找出贴模面上曲率最大的位置，并形成曲率曲线。

4.根据权利要求1所述的复材固化变形仿真网格尺寸确定方法，其特征在于，获取贴膜面曲率最大位置的曲率曲线的步骤包括：以最小包络体积的宽高平面为基准，在贴模面长度方向上做若干个平行平面，然后分别构建平行平面与贴模面的相交线，计算每条相交线上曲线长度与首尾相连的直线长度的比值，将比值最大的曲线作为曲率曲线。

5.根据权利要求1所述的复材固化变形仿真网格尺寸确定方法，其特征在于，在对实体aa、实体bb进行固化变形仿真迭代分析时，仅改变网络尺寸大小，其它设置保持不变。

6.根据权利要求1所述的复材固化变形仿真网格尺寸确定方法，其特征在于，迭代分析时，网格尺寸的调整根据迭代仿真结果逐步向上或向下调整。

7.根据权利要求1-6中任一项所述复材固化变形仿真网格尺寸确定方法在全铺层层压板零件、丢层零件的固化变形仿真中的应用。