[发明专利]针刺预制体单胞的有限元建模方法

摘要

针刺预制体单胞的有限元建模方法，涉及针刺预制体的建模技术，为了满足针刺复合材料的力学性能、损伤及失效的分析需求。该发明为确定针刺区域半径R、针板植针参数、纤维复合料铺设顺序及每一铺层的厚度参数、针刺工艺参数，计算预制体单胞的尺寸，每一铺层的针刺孔的坐标位置，建立预制体单胞的二维几何模型，通过二维几何模型生成二维网格单元，由二维网格单元生成三维实体单元，识别相同铺层及不同铺层内针刺区域的重叠情况，赋予相应的性能参数，并为单胞的非针刺区域赋予相应的性能参数，得到针刺预制体单胞的有限元模型。本发明适用于建立针刺预制体单胞的有限元模型。

主权项

针刺预制体单胞的有限元建模方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一、扫描针刺预制体的纤维结构，得到显微图像，对显微图像中的各针刺区域进行测量和求平均，获得针刺区域的平均半径R；步骤二、根据针刺预制体对应的针板得到针板植针参数；步骤三、根据显微图像，确定针刺预制体的纤维复合料铺层的铺设顺序及每一铺层的厚度参数；步骤四、根据显微图像，确定针刺工艺参数；步骤五、根据步骤二和步骤三得到的参数计算预制体单胞的尺寸，根据步骤二和步骤四得到的参数计算每一铺层的针刺孔的坐标位置；步骤六、将步骤五中每一铺层的针刺孔的坐标位置投射到z＝0的平面上，结合预制体单胞的尺寸，在每个针刺孔处建立步骤一中平均半径大小的针刺区域二维几何模型，进而获得预制体单胞二维几何模型；z轴垂直于铺层；步骤七、通过步骤六中生成的预制体单胞二维几何模型生成二维网格单元，结合每一铺层的厚度及针刺工艺参数中的针刺深度，由二维网格单元生成三维实体单元，识别相同铺层及不同铺层内针刺区域的重叠情况，赋予相应的性能参数，并为单胞的非针刺区域赋予相应的性能参数，得到针刺预制体单胞的有限元模型。