恭喜中国航空工业集团公司成都飞机设计研究所陈金睿获国家专利权
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龙图腾网恭喜中国航空工业集团公司成都飞机设计研究所申请的专利一种复合材料整体纵横加筋框铺层设计方法获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN114357826B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-04-08发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202111537060.3,技术领域涉及:G06F30/23;该发明授权一种复合材料整体纵横加筋框铺层设计方法是由陈金睿;夏银;王彤;熊晓枫;齐利剑;丁祝攀设计研发完成,并于2021-12-15向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种复合材料整体纵横加筋框铺层设计方法在说明书摘要公布了:本发明属于复合材料结构设计技术领域,具体涉及一种复合材料整体纵横加筋框铺层设计方法。本方法系统性地给出了复合材料整体纵横加筋框的铺层设计方法,解决了纵向或横向加筋中哪些筋条应该连续、哪些筋条应该断开的铺层设计难题,提高了复合材料整体纵横加筋框的整体力学性能。
本发明授权一种复合材料整体纵横加筋框铺层设计方法在权利要求书中公布了:1.一种复合材料整体纵横加筋框铺层设计方法,其特征在于,包括如下步骤:步骤1:确定复合材料整体纵横加筋框的载荷工况、纵横加筋布局、加筋板尺寸参数,按照规定顺序对框缘、纵向筋条、横向筋条及纵向和横向筋条交汇点进行标记;步骤2:对复合材料整体纵横加筋框在各种载荷工况下的受力情况进行静力学分析,得到各种载荷工况下复合材料整体纵横加筋框上纵向和横向筋条的应力分布;步骤3:根据各种载荷工况下复合材料整体纵横加筋框上纵向和横向筋条的应力分布,采用最大应力折减系数法提取并标记纵向和横向筋条上的重要总体载荷应力区和重要局部载荷应力区;所述步骤3中,采用最大应力折减系数法提取并标记所有总体载荷工况下的重要总体载荷应力区,其方法为:假设共有I种总体载荷工况,针对任意第i种总体载荷工况,其中,1≤i≤I,将纵向和横向筋条vonMises应力分布中的应力负值取绝对值,考察任意纵向筋条Zn上的任意筋条小段在该总体载荷工况下的最大应力值,记为将I个总体载荷工况下该筋条小段的最大应力值设为一个集合,定义该集合的最大值为即同理任意横向筋条Hm上的任意筋条小段在全部总体载荷工况下的最大应力值为按照数值从大到小的顺序将全部纵向和横向筋条的筋条小段在全部总体载荷工况下的最大应力值smax排列,得到其中数值2MN+M+N表示N个纵向筋条和M个横向筋条所包含的全部全部筋条小段的数量;定义最大应力折减系数η,其中0≤η≤1,若满足其中1≤x≤2MN+M+N,则所在的筋条小段定义为重要总体载荷应力区;采用最大应力折减系数法提取并标记所有局部载荷工况下的重要局部载荷应力区,其方法为:假设共有J种局部载荷工况,针对任意第j种局部载荷工况,其中,1≤j≤J,将纵向和横向筋条vonMises应力分布中的应力负值取绝对值,考察任意纵向筋条Zn上的任意筋条小段在该局部载荷工况下的最大应力值,记为同理任意横向筋条Hm上的任意筋条小段在第j种局部载荷工况下的最大应力值为定义最大应力折减系数λ,其中0≤λ≤1,若满足或者则或者所在的筋条小段定义为第j种局部载荷工况下的重要局部载荷应力区;步骤4:根据复合材料整体纵横加筋框的重要总体载荷应力区和重要局部载荷应力区,确定纵向和横向总体传力路径、纵向和横向局部传力路径位置;所述步骤4中,根据重要总体载荷应力区确定纵向或横向总体传力路径位置,其方法为:若某根筋条上含有一处及一处以上的重要总体载荷应力区,则该整条筋条为纵向或横向总体传力路径;所述纵向或横向总体传力路径分为纵向总体传力路径和横向总体传力路径;假设共有个筋条为横向总体传力路径,个筋条为纵向总体传力路径;个横向总体传力路径中,考察任意第m根横向筋条上的所有重要总体载荷应力区,比较这些重要总体载荷应力区中的应力,提取其最大值定义为smax|Hm;按照smax|Hm从大到小,依次将横向总体传力路径标记为同理,个纵向总体传力路径中,按照纵向筋条所有重要总体载荷应力区的最大应力值smax|Zn从大到小,依次将纵向总体传力路径标记为根据重要局部载荷应力区确定纵向或横向局部传力路径位置,其方法为:对任意第j种局部载荷工况,若某根筋条上含有一处及一处以上的重要局部载荷应力区,则该整条筋条为第j种局部载荷工况下的纵向或横向局部传力路径;所述纵向或横向局部传力路径分为纵向局部传力路径和横向局部传力路径;假设第j种局部载荷工况下共有个筋条为横向局部传力路径,个筋条为纵向局部传力路径;个横向局部传力路径中,考察任意第m根横向筋条上的所有重要局部载荷应力区,比较这些重要局部载荷应力区中的应力,提取其最大值定义为按照从大到小,依次将横向局部传力路径标记为同理,个纵向局部传力路径中,按照纵向筋条所有重要局部载荷应力区的最大应力值从大到小,依次将纵向局部传力路径标记为步骤5:根据复合材料整体纵横加筋框重要局部载荷应力区、纵向和横向局部传力路径位置,分别确定纵向和横向局部传力路径的连续长度;根据复合材料整体纵横加筋框重要总体载荷应力区、纵向和横向总体传力路径位置,分别确定纵向和横向总体传力路径的连续长度;所述步骤5中,提取任意第j个局部载荷工况下的所有纵向局部传力路径和所有横向局部传力路径h1j、上所有重要局部载荷应力区的应力最大值,记为其中1≤j≤J,即 按照数值从大到小对进行排列,按照该顺序依次计算第j个局部载荷工况下纵向或横向局部传力路径的连续长度;确定任意第j个局部载荷工况下的纵向局部传力路径的连续长度方法为,其中,对于任意其上任意重要局部载荷应力区最大应力值如果位于交汇点An,m与An,m+1之间,则以最大应力值所在筋条小段为起始点,沿着筋条方向向两侧延伸,直至如下情况时截止:1延伸至与相邻的第t1根横向筋条截止;2当延伸至外框缘H0或者HM+1,在外框缘截止;3当延伸至任意横向局部传力路径的任意连续长度内,不含横向局部传力路径连续长度的两侧端点,在与该横向局部传力路径连续长度的交汇处截止;对于任意其上任意重要局部载荷应力区最大应力值如果位于交汇点An,m或者An,m+1上,则以最大应力值所在交汇点位起始点,沿着筋条方向向两侧延伸,直至如下情况时截止:1延伸至与相邻的第t2根横向筋条截止;2当延伸至外框缘H0或者HM+1,在外框缘截止;3当延伸至任意横向局部传力路径的任意连续长度内,不含横向局部传力路径连续长度的两侧端点,在与该横向局部传力路径连续长度的交汇处截止;确定任意第j个局部载荷工况下的横向局部传力路径的连续长度方法为,其中,对于任意其上任意重要局部载荷应力区最大应力值如果位于交汇点An,m与An+1,m之间,则以最大应力值所在筋条小段为起始点,沿着筋条方向向两侧延伸,直至如下情况时截止:1延伸至与相邻的第t3根横向筋条截止;2当延伸至外框缘Z0或者ZN+1,在外框缘截止;3当延伸至任意纵向局部传力路径的任意连续长度内,不含纵向局部传力路径连续长度的两侧端点,在与该纵向局部传力路径连续长度的交汇处截止;对于任意其上任意重要局部载荷应力区最大应力值如果位于交汇点An,m、An+1,m上,则以最大应力值所在筋条小段为起始点,沿着筋条方向向两侧延伸,直至如下情况时截止:1延伸至与相邻的第t4根横向筋条截止;2当延伸至外框缘Z0或者ZN+1,在外框缘截止;3当延伸至任意纵向局部传力路径的任意连续长度内,不含纵向局部传力路径连续长度的两侧端点,在与该纵向局部传力路径连续长度的交汇处截止;步骤6:根据各条纵向和横向总体主传力路径、纵向和横向局部传力路径的连续长度进行铺层设计。
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