[发明专利]一种确定复合材料板的纤维路径方向的方法

权利要求书

1.一种确定复合材料板的纤维路径方向的方法，其特征在于：包括以下步骤：

S1：对复合材料板进行建模，指定复合材料板上的纤维路径；

S2：对复合材料板的模型进行网格划分，得到一个有限元的网格模型，在网格模型中每个网格为一个单元，每个单元为多边形状，每个单元的两条边的交点为一个节点；

S3：在所述网格模型建立三维全局坐标系，读取三维全局坐标系中每个单元的所有节点的X坐标和Y坐标；

S4：根据每个单元的所有节点的X坐标和Y坐标计算该单元的中心坐标；

S5：将每个单元的中心坐标带入到函数：

θ(x)＝(2*(T1-T0)*|x|)/a+T0中，求出每个单元内的纤维方向，其中T1为纤维路径与复合材料板的边缘的夹角，T0为纤维路径与复合材料板的中心在X方向的夹角，x为单元的中心坐标的X方向坐标值,a为复合材料板在X方向的长度；

S6:根据每个单元内的纤维方向指定单元内的材料主方向，然后给每个单元按照材料主方向赋予材料属性。

2.根据权利要求1所述的一种确定复合材料板的纤维路径方向的方法，其特征在于：所述材料属性包括纤维方向的弹性模量、与纤维方向垂直的方向的弹性模量、纤维方向和与纤维方向垂直的方向的泊送比和三个方向的剪切模量。

3.根据权利要求1所述的一种确定复合材料板的纤维路径方向的方法，其特征在于：所述多边形状包括三角形和四边形。

4.根据权利要求1所述的一种确定复合材料板的纤维路径方向的方法，其特征在于：步骤S6中根据每个单元内的纤维方向指定单元内的材料主方向具体如下：在每个单元中建立三维局部坐标系，所述三维局部坐标系的Z轴方向与该单元垂直，此三维局部坐标系中的纤维方向为该单元内的材料主方向。

5.根据权利要求1所述的一种确定复合材料板的纤维路径方向的方法，其特征在于：当复合材料板是多层板时，在步骤S1中，指定每一层复合材料板中的纤维路径，在步骤S2中定义每个单元所包含的复合材料板的层数，在步骤S5中，计算每一层复合材料板在每个单元对应处内的纤维方向，此时，T1为当前层的复合材料板内的纤维路径与当前层复合材料板的边缘的夹角，T0为当前层复合材料板内的纤维路径与当前层复合材料板的中心在X方向的夹角，a为当前层复合材料板在X方向的长度。