一种基于工艺仿真的丢层结构建模方法
知识产权简介
本申请涉及一种基于工艺仿真的丢层结构建模方法，属于复合材料结构建模与数值仿真技术领域。该方法首先建立二维铺层工艺仿真模型，通过模拟铺层在模具及压实载荷作用下的成型过程获得铺层压实后的截面几何形态；随后对仿真结果进行节点数据提取，并对铺层界面节点进行重构处理，以消除铺层之间的空隙与穿透；在此基础上提取丢层区域几何特征，对铺层边界进行优化，并通过曲线重建形成连续几何边界；最后将二维几何模型沿厚度方向拉伸生成三维实体模型，用于后续有限元分析。 本申请能够基于工艺仿真结果建立更接近实际结构的丢层模型，提高复合材料结构仿真的准确性。
转化前景
本申请提出了一种基于工艺仿真的丢层结构建模方法。本申请的技术优势在于： 1）通过工艺仿真获得铺层在铺放过程中的真实几何形态，使建立的丢层结构模型能够更真实地反映复合材料结构的实际状态； 2）通过对仿真结果文件（ODB 文件）和输入文件（INP 文件）进行数据提取与处理，实现丢层结构建模过程的数据化与自动化，提高建模效率； 3）通过铺层几何关系识别与层间边界处理方法，有效避免铺层之间出现穿透或空隙问题，提高有限元模型的合理性。 现有复合材料建模方法通常包括基于图像处理的方法和基于铺层截面信息的方法。然而上述方法在处理存在丢层结构或复杂铺层结构时仍存在一定局限。例如，当铺层存在长度变化或局部缺失时，上述方法难以准确反映铺层之间的真实几何关系，从而导致仿真模型与实际结构存在偏差。本申请适用于复杂曲面复合材料结构的丢层缺陷建模，可为复合材料结构强度分析、损伤分析及可靠性评估提供更加准确的仿真模型 ，可以在航空航天、能源装备以及高端制造领域得到广泛应用 。