[发明专利]一种用于编织复合材料的几何力学模型一体化方法

权利要求书

1.一种用于编织复合材料的几何力学模型一体化方法，其特征在于，所述材料属性模拟方法包括以下步骤：

S1，输入构件的复合材料预制体几何模型与有限元力学模型；其中复合材料预制体几何模型包括铺层纱线路径模型与预制体中尺度模型；有限元力学模型包括整体区域的有限元模型和局部非均匀区域的有限元模型；

S2，以铺层纱线路径模型为基础，设每4个相邻的交织点构成一个三维菱形单胞，将每个单胞划分为两个Delaunay三角形，构建得到Delaunay三角网格；

S3，以Delaunay三角网格为基础，建立Thiessen多边形网格；

S4，根据Thiessen多边形网格与整体区域的有限元模型得到单元主方向；

S5，选取铺层纱线路径模型的复杂几何区域进行局部细化，生成局部细化有限元模型；

S6，判断局部细化有限元模型中各单元的材料属性，材料属性包括经纱、纬纱和基体。

2.根据权利要求1所述的用于编织复合材料的几何力学模型一体化方法，其特征在于，步骤S2中，所述以铺层纱线路径模型为基础，构建Delaunay三角网格的过程包括以下步骤：

S21，设经纱基线与纬纱基线将纱线路径模型分为以交点为中心的4个象限，每4个相邻的交织点构成一个三维菱形单胞，三维菱形单胞的4个顶点设为和i是构成三维菱形单胞的经纱的坐标值，j是构成三维菱形单胞的纬纱的坐标值；

S22，选取一个三维菱形单胞，计算其对应的边与边之间的夹角

S23，判断角是否为钝角：若为钝角，则用对角线将单胞划分为两个Delaunay三角形和若非钝角，则用对角线将单胞划分为两个Delaunay三角形

S24，重复步骤S22至S23，将整个纱线路径模型划分为Delaunay三角网格。

3.根据权利要求1所述的用于编织复合材料的几何力学模型一体化方法，其特征在于，步骤S3中，所述以Delaunay三角网格为基础，建立Thiessen多边形网格的过程包括以下步骤：

S31，选取任意一个经纬纱交点的邻域三角形，将其按照逆时针排列，用表示，k＝0,1,2,…,k_T，其中k_T为经纬纱交点的邻域三角形数量，该邻域三角形为包含该经纬纱交点的Delaunay三角形；i是经纱的坐标值，j是纬纱的坐标值；

S32，计算经纬纱交点各邻域三角形的外接圆圆心，记为

S33，按逆时针顺序连接得到经纬纱交点对应的Thiessen多边形；

S34，重复步骤S31至步骤S33，直至得到所有经纬纱交点对应的Thiessen多边形。