[发明专利]一种基于测地线距离的带孔复合材料结构设计优化方法

摘要

本发明属于复合材料结构设计优化领域，并具体公开了一种基于测地线距离的带孔复合材料结构设计优化方法，包括如下步骤：在带孔复合材料结构的实体区域内均匀定义离散设计点，设定各设计点处纤维角度的初始值；对结构进行网格划分，确定各单元中心点的坐标；计算各设计点到各单元中心点的测地线距离，基于测地线距离求得各单元中心点处的纤维角度；建立刚度矩阵，并计算得到整体位移向量；根据整体位移向量得到敏度，然后更新纤维角度θi直至满足优化终止条件。本发明通过计算单元中心点到设计点之间的测地线距离，并基于测地线距离得到带孔复合材料结构的连续变角度纤维布局，改善了带孔复合材料结构的连续变角度纤维布局，提升了结构性能。

主权项

1.一种基于测地线距离的带孔复合材料结构设计优化方法，其特征在于，包括如下步骤：S1在带孔复合材料结构的实体区域内均匀定义一系列离散设计点pi，并设定各设计点pi处纤维角度θi的初始值，其中，i＝1,2,...,n，n为正整数；S2对带孔复合材料结构进行网格划分，提取节点数据和单元数据，确定各单元中心点xc的坐标；S3计算各单元中心点x_c到各设计点p_i的测地线距离||x_c‑p_i||_g，基于测地线距离||x_c‑p_i||_g求得各单元中心点x_c处的纤维角度其中，I_xc为单元中心点x_c的影响域内所有设计点索引集合；S4建立依赖于纤维角度θe的刚度矩阵，并计算得到整体位移向量；S5根据整体位移向量得到敏度，然后更新纤维角度θi直至满足优化终止条件，以此完成带孔复合材料结构的设计优化。