[发明专利]三维编织复合材料六面体有限元模型自动生成方法

摘要

本发明公开了一种三维编织复合材料六面体有限元模型自动生成方法，包括如下步骤：计算纤维束中心编织过程的空间轨迹，得到每条纤维束中心的位置坐标；读取所维束中心点空间轨迹的位置坐标，即读取打紧后的每条纤维束的位置坐标，进行几何创建、方向分组和六面体网格划分。使用本发明，只要求输入几个简单的宏观参数，即可实现复杂几何结构三维编织复合材料的快速建立有限元模型功能。结合几何结构和有限元建模，按纤维束中心方向向量进行分组，方便纤维束横观各向同性材料设置材料主轴方向，考虑了内部区域、表面区域和角部区域纤维束截面的变化，使大尺寸三维编织复合材料建立横观各向异性有限元模型从理论上手动可行到现实中实现。

主权项

一种三维编织复合材料六面体有限元模型自动生成方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤一：计算纤维束中心编织过程的空间轨迹，得到每条纤维束中心的位置坐标；S101、读取预制件的三维尺寸，纤维束截面尺寸和编织角，以相应变量存储；S102、根据预制件的长度尺寸计算得到编织步数；S103、根据预制件的宽度和厚度以及纤维束截面尺寸，计算出编织机上载纱器的数量和排布，即得到主体纱的行数和列数以及载纱器初始排布矩阵；根据纤维束截面尺寸和编织角，计算得到相邻载纱器之间的间距以及花节高度；S104、赋予所有编号载纱器的初始位置，然后根据四步法编织纤维束的运动规律从第一步开始循环，直到编织步数满足要求后跳出循环，此过程中，时时记录所有编号载纱器每步运动后新位置坐标值；S105、整合所有纤维束中心点空间每步运动轨迹的数据，此时得到纤维束中心点空间运动轨迹的坐标是未打紧的；S106、对纤维束空间中心点运动轨迹的坐标进行打紧处理，并分别以预定的文件格式输出打紧后的每条纤维束中心的位置坐标；步骤二：读取所维束中心点空间轨迹的位置坐标，即读取打紧后的每条纤维束的位置坐标，进行几何创建、方向分组和六面体网格划分。