CN107679343B - 连续纤维增强热固性复合材料座椅骨架优化方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于汽车用复合材料研究领域,公开了一种连续纤维增强热固性复合材料座椅骨架优化方法,包括座椅骨架有限元分析计算;座椅骨架静态工况铺层优化;座椅骨架动态工况下验证计算:对优化后座椅骨架进行行李块抗冲击台车实验的模拟仿真,并通过Ls‑dyna仿真后处理软件进行计算,查看座椅骨架是否满足法规要求;座椅骨架有限元分析计算包括:结构简化;网格划分;材料及属性的定义;加载的设置;计算设置和输出:座椅骨架静态工况铺层优化包括:拓扑优化;尺寸优化;顺序优化;本发明解决连续纤维增强热固性复合材料铺层厚度、角度和顺序设计问题,可用于车用复合材料的材料‑结构‑性能一体化设计中,快速高效设计出满足汽车性能要求的轻量化部件。
Description
技术领域
本发明属于汽车用复合材料研究领域的一种优化方法,更确切地说,本发明涉及一种连续纤维增强热固性复合材料座椅骨架优化方法。
背景技术
汽车座椅是整个汽车结构件中与人体接触最紧密的部件,当汽车发生交通事故时,也直接影响到乘员的安全性。座椅安全性与整车安全性分类方式相同,主要分为主动安全性和被动安全性。其中座椅的主动安全性,主要针对驾驶员座椅而言,是指座椅能够合理有效地避免交通事故发生的能力;座椅的被动安全性,即当交通事故不可避免的发生时,座椅能够为车内成员提供一定的支撑与生存空间。同时可以通过座椅的合理变形和结构设计将乘员受到的碰撞能量进行吸收或者传递与座椅相连的车体,进而将乘员的碰撞伤害降至最低程度的性能。另外,在当下能源日益紧张环保问题逐渐受到各国高度重视的情况下,汽车的轻量化设计应运而生,也成为目前汽车发展的主流方向。所谓汽车轻量化,即在保证汽车基本行驶性能的前提下,通过对车用材料、加工成型工艺以及车体结构等方面的不断更新和优化,以实现降低整车重量的目的,并进一步提高整车的行驶动力性与燃油经济性,同时降低二氧化碳的排放量。目前实现座椅骨架轻量化的途径主要有三种,即结构优化、更新零件加工工艺和连接工艺以及更换轻质材料。连续纤维增强热固性复合材料是目前认为最具有应用前景的轻质材料,然而当前研究大多只是进行简单对传统金属材料替换,对抗冲击性能不满足部位通常采用增加板厚等方式以满足要求。
这种方式没有充分利用复合材料可设计性能,且轻量化效果不明显,有必要对连续纤维增强热固性复合材料进行材料-结构-性能一体化设计。
连续纤维增强热固性复合材料座椅骨架优化目的在于充分利用纤维增强复合材料的比强度、比模量高、耐腐蚀性、抗疲劳等优点,其铺层厚度、角度以及顺序对于材料特性能都具有至关重要的关系,现将拓扑优化、尺寸优化以及顺序优化应用到连续纤维增强热固性复合材料座椅骨架优化中以达到汽车轻量化效果。
董银飞等人在铺层角度和顺序方面直接选取复合材料结构常见四种铺层形式(0°/±45°/90°)ns,(±45°/0°/90°)ns,(±45°/90°/0°)ns,(0°/90°/±45°)ns,厚度方面直接采用的0.125mm,根据仿真结果选取铺层设计。景钊等人对等厚度复合材料层板提出一种离散铺层顺序优化设计方法。然而,均未充分利用复合材料的可设计性,即对铺层厚度、角度和顺序三部分进行优化。
发明内容
本发明为了解决连续纤维增强热固性复合材料铺层厚度、角度和顺序设计问题,提供了一种拓扑优化、尺寸优化和顺序优化的设计方法。
为解决上述技术问题,本发明是采用如下技术方案实现的:
一种连续纤维增强热固性复合材料座椅骨架优化方法,包括以下步骤:
步骤一:座椅骨架有限元分析计算;
步骤二:座椅骨架静态工况铺层优化;
步骤三:座椅骨架动态工况下验证计算。
步骤一中所述的座椅骨架有限元分析计算包括以下具体步骤:
(1)结构简化:根据已有座椅骨架结构的几何尺寸及重要组成结构,忽略初始结构的一些细节对模型进行简化;
(2)网格划分:使用自动网格划分功能实现基于几何表面的二维网格划分,通过交互方式控制网格划分的参数,得到质量较高的网格;然后进行质量检查,检查内容有翘曲度、纵横比、单元长度、单元最大最小内角及雅克比等项;
(3)材料及属性的定义:座椅骨架背板采用8号各向异性材料模型创建铺层形成层合板结构,座椅骨架其它非设计区域部分都采用1号弹塑性各向同性材料;属性定义包括两种:一种是针对设计区域设置的壳单元材料属性,另一种针对非设计区域设置的实体单元材料属性;
(4)加载的设置:提取临界满足法规要求的座椅骨架模型的抗冲击性仿真中的接触反力,将其加载在与行李块相接触的座椅骨架结构优化模型处,并按照加载点的个数,将接触力进行平均分配加载;
(5)计算设置和输出:基于已定义好的座椅骨架结构进行分析计算,利用HyperView后处理软件查看厚度云图计算结果。
步骤二中所述的座椅骨架静态工况铺层优化包括以下具体步骤:
(1)拓扑优化
(2)尺寸优化
(3)顺序优化
所述拓扑优化包括以下步骤:
第一步:定义设计变量:对于拓扑优化首先创建变量,设置制造约束例,如层合板的最小厚度、最大厚度和±45°平衡铺层;
第二步:定义柔度和质量分数两个响应,分别作为优化响应和约束响应;
第三步:创建约束,将质量分数相应作为约束,设置约束上限值,将柔度最小定义为优化目标;
第四步:调整优化控制参数,如最大允许迭代次数、目标容差值以及优化步长;
第五步:定义控制卡片,在此处需要在控制卡片部分定义输出卡片关键字为尺寸优化阶段能够识别的关键字类型,然后保存或输出文件;
第六步:进行模型检查,如果没有错误信息则进行优化;优化结束后查看结果文件,在HyperView中打开优化结果文件检查单元厚度。
所述尺寸优化包括以下步骤:
删除拓扑优化阶段设计变量,重新设置控制卡片,将输出关键字类型设置为顺序优化阶段能够识别的关键字类型,编辑层合板参数,将层合板形式设置为“总数”形式;
定义尺寸变量,修改每层厚度上限,各个均需要更新,将不能修改规整的规整为相近整数;
设置应力响应,对所有的铺层设置复合材料应力上下限值,将应力响应作为约束条件,优化目标仍然是柔度值最小;
最后进行模型检查,如果没有错误信息则进行优化;
优化结束后查看结果文件,查看铺层厚度和数目。
所述顺序优化包括以下步骤:
首先进行卡片设置,将输出关键字类型设置为输出材料属性;其次对铺层顺序变量设置制造约束,如定义0°、90°、45°和-45°四个方向铺层最多可以有2层连续出现,﹢45°和-45°成对出现,相同铺层数量不超过4等,最后,进行铺层顺序优化;
检查输出的结果文件,在浏览器中查看各个迭代步的铺层顺序。
步骤三中所述座椅骨架动态工况下验证计算是指:
根据铺层优化结果对铺层进行圆整分区,对优化后座椅骨架进行行李块抗冲击台车实验的模拟仿真,并通过Ls-dyna仿真后处理软件进行计算,查看座椅骨架是否满足法规要求。与现有技术相比本发明的有益效果是:
1.本发明所述的连续纤维增强热固性复合材料座椅骨架优化方法通过等效静载法,提取满足法规要求的座椅骨架模型的抗冲击性仿真中的接触反力,借助Optistruct(一种有限元结构分析和优化软件)对座椅骨架进行静态优化。
2.本发明所述的连续纤维增强热固性复合材料座椅骨架优化方法将静态优化结果,结合工程实际对座椅背板进行分区圆整,带入Ls-Dyna(一种通用显式动力分析程序)中进行动态仿真,验证动态工况下是否满足法规要求。
3.本发明所述的连续纤维增强热固性复合材料座椅骨架优化方法将拓扑优化、尺寸优化以及顺序优化依次应用到连续纤维增强热固性复合材料座椅骨架轻量化设计中。所提出的设计思路可应用于车用复合材料的材料-结构-性能一体化设计中,实现对复合材料从微观到宏观的设计,充分利用复合材料优异性能,快速高效设计出满足汽车性能要求的轻量化部件。
附图说明
下面结合附图对发明作进一步的说明:
图1为本发明所述的连续纤维增强热固性复合材料座椅骨架优化方法流程图;
图2-1为本发明所述的连续纤维增强热固性复合材料座椅骨架优化方法的40%座椅背板简化图;
图2-2为本发明所述的连续纤维增强热固性复合材料座椅骨架优化方法的60%座椅背板简化图;
图3-1为本发明所述的连续纤维增强热固性复合材料座椅骨架优化方法的X轴方向的接触反力图;
图3-2为本发明所述的连续纤维增强热固性复合材料座椅骨架优化方法的Y轴方向的接触反力图;
图4为本发明所述的连续纤维增强热固性复合材料座椅骨架优化方法的座椅骨架简化模型的载荷加载方向;
图5为本发明所述的连续纤维增强热固性复合材料座椅骨架优化方法的结构静力学分析计算位移云图;
图6为本发明所述的连续纤维增强热固性复合材料座椅骨架优化方法的拓扑优化后单元厚度需要加强处图;
图7为本发明所述的连续纤维增强热固性复合材料座椅骨架优化方法的座椅骨架分区图;
图中:A表示座椅骨架背板结构。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做详细的描述:
本发明所述的连续纤维增强热固性复合材料座椅骨架优化方法流程图如图1所示,首先简化座椅骨架几何模型,采用等效静载法,提取满足法规要求的座椅骨架模型的抗冲击性仿真中的接触反力建立座椅骨架有限元模型进行分析计算;接着利用Optistruct对座椅骨架依次进行拓扑、尺寸及顺序优化来获得合理的铺层材料分布、铺层厚度、角度及顺序;最后对静态铺层优化结果进行分区圆整带入到Ls-Dyna中验证动态工况下是否满足要求。
所述的连续纤维增强热固性复合材料座椅骨架优化方法如下:
1.座椅骨架有限元分析计算
1)结构简化
根据已有座椅骨架结构的几何尺寸及重要组成结构,忽略初始结构的一些细节对模型进行简化。将背板厚度统一设定成一定厚度,座椅背板顶部的靠背锁部分简化为长方形结构,同时在靠背锁后部中间位置为金属把手预留出长方形凹槽结构。座椅底部外侧耳式结构的固定铰简化成实体结构,不带有任何的加强筋设计但通过厚度设计进行局部加强,并在简化的固定铰中预留出螺栓固定孔结构。座椅背板另外一侧与金属地铰连接的固定锁孔简化为长方体结构,同样在次结构中预留出螺栓固定孔位置。将座椅骨架有限元模型中的螺栓连接以及铰链连接等连接方式都简化成焊点连接方式
2)网格划分
使用Automesh(自动网格划分)功能实现基于几何表面的二维网格划分,通过交互方式控制网格划分的参数,得到质量较高的网格。然后进行质量检查,检查内容有翘曲度、纵横比、单元长度、单元最大最小内角及雅克比等项。
3)材料及属性的定义
座椅骨架背板采用8号各向异性材料模型创建铺层形成层合板结构,座椅骨架其它非设计区域部分都采用1号弹塑性各相同性材料。属性定义包括两种:一种是针对设计区域设置的PCOMPP(一种材料属性形式),另一种针对非设计区域设置的PSOLID(一种材料属性形式)。
4)加载的设置
提取临界满足法规要求的座椅骨架模型的抗冲击性仿真中的接触反力,将其加载在与行李块相接触的座椅骨架结构优化模型处,并按照加载点的个数,将接触力进行平均分配加载。由于Y轴方向与X、Z两轴的接触力峰值相比,数量级相差甚远,故Y轴接触力可忽略不计,只提取出X轴和Z轴的峰值力进行加载,然后将其均匀的加载在座椅骨架结构优化模型上与行李块相接触的部位。
5)计算设置和输出
基于已定义好的座椅骨架结构进行分析计算,利用HyperView(一款后处理软件)查看厚度云图等计算结果。
2.座椅骨架静态工况铺层优化
1)拓扑优化
对于拓扑优化首先创建变量,设置制造约束例如层合板的最小厚度、最大厚度和±45°平衡铺层等。接着定义柔度和质量分数两个响应,分别作为优化响应和约束响应。创建约束,将质量分数相应作为约束,设置约束上限值,将柔度最小定义为优化目标。调整优化控制参数,如最大允许迭代次数、目标容差值以及优化步长等。定义控制卡片,在此处需要在控制卡片部分定义OUTPUT(输出)卡片关键字为FSTOSZ(一种类型关键字),然后保存或输出文件。最后进行检查,如果没有错误信息则进行优化。优化结束后查看结果文件,在HyperView中打开优化结果文件检查单元厚度。
2)尺寸优化
删除上一步设计变量,重新设置控制卡片,将FSTOSZ(一种类型关键字)改为SIZETOSH(一种类型关键字),编辑Laminte(层合板)参数,将层合板形式设置为Total(总共)。定义尺寸变量,修改每层厚度上限,各个均需要更新。设置应力响应,对所有的铺层设置复合材料应力上下限值,将应力响应作为约束条件,优化目标仍然是柔度值最小。最后进行检查,如果没有错误信息则进行优化。优化结束后查看结果文件,查看铺层厚度和数目。
3)顺序优化
首先进行卡片设置,将SZTOSH(一种类型关键字)更改为PROPERTY(一种类型关键字),对铺层顺序变量设置制造约束,如定义0°、90°、45°和-45°四个方向铺层最多可以有2层连续出现,﹢45°和-45°成对出现,相同铺层数量不超过4等,最后进行铺层顺序优化。检查输出的结果文件,在浏览器中查看各个迭代步的铺层顺序。
3.座椅骨架动态工况下验证计算
本专利依据的法规标准是GB15083-2006《汽车座椅、座椅固定装置及头枕强度要求和试验方法》,其中在该法规附录F处提出涉及座椅背板骨架抗冲击性的《行李位移乘客防护装置的试验方法》法规要求。法规内容要求在整个台车试验过程中及试验后,座椅背板骨架及靠背锁不发生相对位置的改变。同时在整个试验期间,允许座椅背板骨架及其紧固件变形,但其最大变形的部位不超过座椅R点前方100mm处的基准面,达到以上条件可满足法规要求。
根据铺层优化结果对铺层进行圆整分区,对优化后座椅骨架进行抗行李块冲击台车实验的模拟仿真,并通过Ls-dyna仿真后处理软件进行计算,查看座椅骨架是否满足法规要求。
实施例:
本发明接下来结合实例介绍利用本发明提出的连续纤维增强热固性复合材料座椅骨架优化方法的过程。
1.座椅骨架有限元分析计算
1)结构简化
根据已有座椅骨架工程模型,如图2-1所示,将40%座椅背板骨架结构简化成长度为370mm,宽度为610mm的长方形平板2,座椅背板顶部的靠背锁部分简化为形状尺寸为133mm*105mm*33mm的长方形结构1,座椅底部外侧耳式结构的固定铰也简化成实体结构3,不带有任何的加强筋设计,但通过32mm的厚度设置进行局部加强,并在简化的固定铰中预留出螺栓固定孔结构;座椅背板底部另外一侧与金属地铰连接的固定锁孔简化成几何尺寸为73mm*85mm*21mm的长方体结构4,同样在此结构中预留出螺栓固定孔位置。
如图2-2所示,将60%的座椅背板骨架结构简化成几何尺寸为650mm*610mm的长方形板7,其中座椅背板顶部的靠背锁部分简化为形状尺寸为164mm*110mm*33mm的长方形结构5;座椅底部外侧耳式结构的固定铰以及另外一侧的固定锁孔结构都与40%座椅骨架简化形式相同。
座椅骨架有限元模型中螺栓连接以及铰链连接等连接方式都简化成焊点连接方式,即两座椅背板骨架底部最外侧的耳式固定铰处、靠背锁后方的金属把手处以及靠近处两侧的固定锁孔位置等,同时为了将两块座椅背板底部连接在一起,采用一块刚性板同时与两固定锁孔焊点连接。
2)网格划分
使用Automesh(自动网格划分)功能实现基于几何表面的二维网格划分,通过交互方式控制网格划分的参数,得到质量较高的网格。然后进行质量检查,要求有翘曲度大于5、纵横比大于5、单元长度小于7.5、雅克比小于0.7等。
3)材料及属性的定义
座椅骨架背板采用8号各向异性材料模型创建铺层形成层合板结构,材料参数如表1所示。座椅骨架其它非设计区域部分都采用1号弹塑性各相同性材料,材料参数为密度1.3e-9,泊松比为0.36,弹性模量为1.0e4。属性定义包括两种:一种是针对设计区域设置的PCOMPP(一种材料属性形式)设置4个铺层,即0度、45度、-45度和90度,各层厚度为0.75mm,总厚度为3mm。铺层顺序为[0,45°,-45°,-45°],另一种针对非设计区域设置的PSOLID(一种材料属性形式)。
表1
RHO | E<sub>1</sub> | E<sub>2</sub> | μ<sub>21</sub> | G<sub>12</sub> | G<sub>23</sub> |
2.0e<sup>-9</sup> | 4.0e<sup>4</sup> | 1.2e<sup>4</sup> | 0.27 | 4420 | 4420 |
G<sub>13</sub> | X<sub>t</sub> | X<sub>c</sub> | Y<sub>t</sub> | Y<sub>c</sub> | S |
4420 | 1480 | 1194 | 47.78 | 45.78 | 85.57 |
4)加载的设置
提取临界满足法规要求的座椅骨架模型的抗冲击性仿真中的接触反力,将其加载在与行李块相接触的座椅骨架结构优化模型处,并按照加载点的个数,将接触力进行平均分配加载。由于Y轴方向与X、Z两轴的接触力峰值相比,数量级相差甚远,故Y轴的接触力可忽略不计,只提取出X轴(见图3-1)和Z轴(见图3-2)的峰值力进行加载,数值分别为35kN和23kN。然后将其均匀的加载在座椅骨架A结构优化模型上与行李块相接触的部位,如图4所示。
5)计算设置和输出
基于已定义好的座椅骨架结构进行分析计算,利用HyperView查看位移云图,如图5所示。
2.座椅骨架静态工况铺层优化
1)拓扑优化
第一步,定义设计变量Topo(定义的变量名称),选中设计空间的铺层。设置制造约束,层合板的最小制造制造厚度为0.1mm,45度铺层和-45度铺层数目相等。接着定义柔度响应res_comp和质量分数响应res_mass,分别作为优化目标响应和约束响应。创建约束,将质量分数响应res_comp作为约束,设置上限值为0.6,将柔度响应res_comp最小作为优化目标。调整优化控制参数,最大允许迭代次数为80,目标容差值使用最小值以及优化步长使用0.5。定义控制卡片,在此处需要在控制卡片部分定义OUTPUT(输出)卡片关键字为FSTOSZ(一种类型关键字),然后保存或输出文件。最后进行检查,如果没有错误信息则进行优化。优化结束后查看结果文件,在HyperView中打开优化结果文件检查单元厚度,座椅背板厚度需要加强部分如图6阴影部分所示。
2)尺寸优化
删除上一步设计变量,重新设置卡片,将FSTOSZ(一种类型关键字)改为SIZETOSH(一种类型关键字),编辑Laminte(层合板)参数,将层合板形式设置为Total(总共)。定义尺寸设计变量Size,将每层厚度上限修改为0.1,各个均需要更新。设置应力响应res_strss,并将应力响应作为约束条件,约束值上限为4000兆帕,下限值为-4000兆帕。优化目标仍然是柔度值最小。最小进行检查,如果没有错误信息则进行优化。优化结束后查看结果文件,查看铺层厚度和数目,共有40层铺层,单层厚度为0.1mm。
3)顺序优化
首先进行卡片设置,将将SZTOSH(一种类型关键字)更改为PROPERTY(一种类型关键字),对铺层顺序变量设置制造约束,定义0度、90度、45度和-45度四个方向铺层最多可以有2层连续出现,+45度和-45度成对出现,相同铺层数目不超过4等。优化约束和优化目标仍是上一步尺寸优化中的应力约束和柔度最小目标。检查输出的结果文件,在浏览器中查看各个迭代步的铺层顺序,铺层顺序为[45/-45/0/90/]10。
3.座椅骨架动态工况下验证计算
本专利依据的法规标准是GB15083-2006《汽车座椅、座椅固定装置及头枕强度要求和试验方法》,其中在该法规附录F处提出涉及座椅背板骨架抗冲击性的《行李位移乘客防护装置的试验方法》法规要求。法规内容要求在整个台车试验过程中及试验后,座椅背板骨架及靠背锁不发生相对位置的改变。同时在整个试验期间,允许座椅背板骨架及其紧固件变形,但其最大变形的部位不超过座椅R点前方100mm处的基准面,达到以上条件可满足法规要求。
铺层优化结果近似“人字形”对铺层区域进行圆整分区为两个区域如图7所示,对优化后座椅骨架进行抗行李块冲击台车实验的模拟仿真,并通过Ls-dyna进行仿真计算,其最大变形未超出基准平面满足法规要求。
座椅背板(仅优化设计区域部分)质量为3.456千克,经过拓扑优化后质量为1.428千克,减重效果明显;尺寸优化后,为保证座椅性能重量由1.428千克变为2.037千克;最后进行顺序优化后,重量保持不变但性能提升。
综上所述,本发明提出的连续纤维增强热固性复合材料座椅骨架优化方法通过结构简化进行有限元分析计算;然后进行座椅骨架静态工况的铺层优化,包括拓扑优化、尺寸优化及顺序优化三部分;最后进行座椅在动态工况下的验证计算。在保证座椅性能的基础上轻量化效果明显。本发明选取连续纤维中的玻璃纤维为例,对于碳纤维等连续纤维增强复合材料同样适用。
Claims (4)
1.一种连续纤维增强热固性复合材料座椅骨架优化方法,其特征在于,包括以下步骤:
步骤一:座椅骨架有限元分析计算;
步骤二:座椅骨架静态工况铺层优化;
步骤三:座椅骨架动态工况下验证计算;
步骤一中所述的座椅骨架有限元分析计算包括以下具体步骤:
(1)结构简化:根据已有座椅骨架结构的几何尺寸及重要组成结构,忽略初始结构的一些细节对模型进行简化;
(2)网格划分:使用自动网格划分功能实现基于几何表面的二维网格划分,通过交互方式控制网格划分的参数,得到质量较高的网格;然后进行质量检查,检查内容有翘曲度、纵横比、单元长度、单元最大最小内角及雅克比;
(3)材料及属性的定义:座椅骨架背板采用8号各向异性材料模型创建铺层形成层合板结构,座椅骨架其它非设计区域部分都采用1号弹塑性各向同性材料;属性定义包括两种:一种是针对设计区域设置的壳单元材料属性,另一种针对非设计区域设置的实体单元材料属性;
(4)加载的设置:提取临界满足法规要求的座椅骨架模型的抗冲击性仿真中的接触反力,将其加载在与行李块相接触的座椅骨架结构优化模型处,并按照加载点的个数,将接触力进行平均分配加载;
(5)计算设置和输出:基于已定义好的座椅骨架结构进行分析计算,利用HyperView后处理软件查看厚度云图计算结果;
步骤二中所述的座椅骨架静态工况铺层优化包括以下具体步骤:
(1)拓扑优化;
(2)尺寸优化;
(3)顺序优化;
所述拓扑优化包括以下步骤:
第一步:定义设计变量:对于拓扑优化首先创建变量,设置制造约束例;制造约束为:层合板的最小厚度、最大厚度和±45°平衡铺层;
第二步:定义柔度和质量分数两个响应,分别作为优化响应和约束响应;
第三步:创建约束,将质量分数相应作为约束,设置约束上限值,将柔度最小定义为优化目标;
第四步:调整优化控制参数;
第五步:定义控制卡片,在此处需要在控制卡片部分定义输出卡片关键字为尺寸优化阶段能够识别的关键字类型,然后保存或输出文件;
第六步:进行模型检查,如果没有错误信息则进行优化;优化结束后查看结果文件,在HyperView中打开优化结果文件检查单元厚度。
2.根据权利要求1所述的一种连续纤维增强热固性复合材料座椅骨架优化方法,其特征在于:
所述尺寸优化包括以下步骤:
删除拓扑优化阶段设计变量,重新设置控制卡片,将输出关键字类型设置为顺序优化阶段能够识别的关键字类型,编辑层合板参数,将层合板形式设置为“总数”形式;
定义尺寸变量,修改每层厚度上限,各个均需要更新,将不能修改规整的规整为相近整数;
设置应力响应,对所有的铺层设置复合材料应力上下限值,将应力响应作为约束条件,优化目标仍然是柔度值最小;
最后进行模型检查,如果没有错误信息则进行优化;
优化结束后查看结果文件,查看铺层厚度和数目。
3.根据权利要求2所述的一种连续纤维增强热固性复合材料座椅骨架优化方法,其特征在于:
所述顺序优化包括以下步骤:
首先进行卡片设置,将输出关键字类型设置为输出材料属性;其次对铺层顺序变量设置制造约束;最后,进行铺层顺序优化;
检查输出的结果文件,在浏览器中查看各个迭代步的铺层顺序。
4.根据权利要求3所述的一种连续纤维增强热固性复合材料座椅骨架优化方法,其特征在于:
步骤三中所述座椅骨架动态工况下验证计算是指:
根据铺层优化结果对铺层进行圆整分区,对优化后座椅骨架进行行李块抗冲击台车实验的模拟仿真,并通过Ls-dyna仿真后处理软件进行计算,查看座椅骨架是否满足法规要求。
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