[发明专利]一种复合材料板形变量的分析方法

说明书

本发明公开了一种复合材料板形变量的分析方法，属于复合材料技术领域。该方法包括如下步骤：步骤1，测量现有小样本复合材料板中每层纤维的纤维铺设角度误差；步骤2，确定复合材料板中相邻两层纤维的纤维铺设角度误差之间的关系满足的预设函数；步骤3，确定复合材料板中相邻两层纤维的纤维铺设角度误差之间的相关性系数，并获取纤维铺设角度误差的样本数据；步骤4，基于Mindlin板壳理论，建立复合材料板的有限元模型；步骤5，将步骤3中获取的纤维铺设角度误差的样本数据代入步骤4获得的有限元模型中并通过重分析方法求解，得到大批量生产时复合材料板的形变量范围；步骤6，对步骤5得到的复合材料板的形变量范围进行评估分析。

技术领域

本发明涉及复合材料技术领域，特别是指一种复合材料板形变量的分析方法。

背景技术

复合材料板由多层纤维铺设制作而成，在复合材料板生产制造的过程中，复合材料板的纤维铺设难免会存在铺设角度误差，导致复合材料板的纤维铺设走向与理想的复合材料板的纤维铺设走向存在一个偏差值，除此之外，多层纤维层与层之间的铺设角度误差并非是相互独立的，而是有一定的相互关系。

传统考虑复合材料板形变量时，往往只考虑了单层纤维的铺设角度误差，认为每层纤维的铺设角度误差是相互独立的，而忽略了复合材料板多层纤维层与层之间铺设角度误差存在相互影响的关系。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提出一种复合材料板形变量的分析方法，该方法不仅考虑了单层纤维的铺设角度误差，而且同时考虑了复合材料板中相邻两层纤维的纤维铺设角度误差之间的相互关系，通过该方法求得的复合材料板形变量更加准确，因此，可以由现有的少量复合材料板的数据分析出大批量生产该复合材料板时，复合材料板形变量的不确定度，从而为工程技术人员提供更多的信息进行分析。

基于上述目的本发明提供的一种复合材料板形变量的分析方法，该方法包括以下步骤：

步骤1，测量现有小样本复合材料板中每层纤维的纤维铺设角度误差；

步骤2，确定复合材料板中相邻两层纤维的纤维铺设角度误差之间的关系满足的预设函数；

步骤3，确定复合材料板中相邻两层纤维的纤维铺设角度误差之间的相关性系数，并获取纤维铺设角度误差的样本数据；

步骤4，基于Mindlin板壳理论，建立复合材料板的有限元模型；

步骤5，将步骤3中获取的纤维铺设角度误差的样本数据代入步骤4获得的有限元模型中并通过重分析方法求解，得到大批量生产时复合材料板的形变量范围；

步骤6，对步骤5得到的复合材料板的形变量范围进行评估分析，得到大批量生产时复合材料板形变量的不确定度。

步骤2中的预设函数是基于贝叶斯理论确定的，将步骤1中获得的复合材料板中相邻两层纤维的纤维铺设角度误差分别输入贝叶斯推断中，则会输出一个这两层纤维的纤维铺设角度误差之间最符合的一个预设函数关系。同理，依次类推，将相邻两层纤维的纤维铺设角度误差分别输入贝叶斯推断中，则最终得到复合材料板中该相邻两层纤维的纤维铺设角度误差之间的关系满足的预设函数。

步骤3中相邻两层纤维的纤维铺设角度误差之间的相关性系数是由复合材料板的结构确定的，确定相邻两层纤维的纤维铺设角度误差之间的关系满足的预设函数和相邻两层纤维的纤维铺设角度误差之间的相关性系数后，通过R语言中CDVine模块生成较多的样本数据。

经典的板壳理论在建立有限元模型时，是不考虑板壳的横向变形的，而步骤4中的Mindlin板壳理论则将这种横向变形考虑进去。