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申请/专利权人：中北大学;山西中北新材料科技有限公司

摘要：本发明属于纤维织物增强树脂基复合材料制件成型技术领域，具体涉及一种纤维织物增强树脂基复合材料高品质制件高效成型工艺精简优化方法，本发明利用有限元进行制件宏观模型的热‑化学分析和微观模型的热‑力学分析，实现了成型过程中温度梯度、固化度以及制件残余应力的模拟；随后利用遗传算法同时将温度梯度、成型时间和残余应力的最小化作为优化目标，固化工艺曲线作为参数变量，多目标同时优化成型工艺参数，获得高品质制件的高效成型工艺。本发明所述方法能够降低成型过程中制件的温度梯度和残余应力，缩短成型时间，可以科学且有效的降低制造成本同时提高制件质量；更加有效且简捷。

主权项：1.一种纤维织物增强树脂基复合材料高品质制件高效成型工艺精简优化方法，其特征在于，包括如下步骤：S1.将计算过程中所需要的python库进行导入，所述python库包括abaqus以及遗传算法库，所述abaqus包含abaquesConstants、caeModules和odbAccess库；S2.将成型时间、温度梯度和残余应力的同时最小化优化设置为优化目标；S3.将成型工艺参数中的保温温度、升温速率和降温速率设置变量区间，使用随机函数变量进行赋值；S4.根据纤维织物增强树脂基复合材料制件的尺寸和成型环境，利用有限元建立其宏观热-化学分析模型，并赋予材料属性，使用传热分析模块分析制件成型过程中复合材料的温度和固化度的演变过程；将宏观热-化学分析模型编写为一个关于成型工艺参数的函数，其中温度边界的施加，是将随机生成的固化工艺参数传递到子程序中；导入子程序，提交作业；从计算结果中提取宏观模型中的最小固化度；计算成型过程中的最大温度梯度；导出复合材料制件中心处的温度-时间数据；S5.根据复合材料中各组分的占比和纤维织物的尺寸，使用python脚本建立二维体积代表单元模型；成型过程中复合材料的树脂模量变化使用固化硬化瞬时线弹性模型，使用静力通用模块分析制件成型过程中应力和应变变换；将微观热-力学分析编写为一个关于固化工艺参数的函数，同时将步骤S4中导出的温度-时间数据作为预定义场加入；将abaqus用户子程序导入，并提交作业；结果分析是提取成型结束时的残余应力；S6.计算成型过程的总时间，包括加热时间、保温时间和降温时间；S7.编写罚函数，使用动态惩罚函数对违法约束的成型工艺参数进行评估；S8.编写遗传算法主函数，定义种群规模、代数、交叉分布指数和突变分布指数；调用热-化学模型函数、热-力学模型函数和动态惩罚函数评估个体的适应度；S9.根据个体适应度，绘制多目标优化后的pareto最优解集，根据pareto最优解集提供的多种成型工艺参数，选择符合实际需要的复合材料成型工艺参数，获得纤维织物增强树脂基复合材料高品质制件的高效成型工艺。

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百度查询： 中北大学 山西中北新材料科技有限公司 纤维织物增强树脂基复合材料高品质制件高效成型工艺精简优化方法