CN111331884A - 碳纤维复合材料反射面结构成型模具确定方法及装置 - Google Patents

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CN111331884A CN202010142244.9A CN202010142244A CN111331884A CN 111331884 A CN111331884 A CN 111331884A CN 202010142244 A CN202010142244 A CN 202010142244A CN 111331884 A CN111331884 A CN 111331884A
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Abstract

本发明实施例涉及一种碳纤维复合材料反射面结构成型模具确定方法和装置，包括：确定高精度碳纤维复合材料反射面结构；基于所述高精度碳纤维复合材料反射面结构，构建与该高精度碳纤维复合材料反射面结构匹配的成型模具的模型；基于所述成型模具的模型，确定该成型模具的修正模具方程。由于本申请可以得到精确的修正模具方程，并根据修正模具方程修正模具，使得修正后的模具可以克服热变形的影响，保证了高温固化成型后的碳纤维复合材料反射面结构的精度。

Description

碳纤维复合材料反射面结构成型模具确定方法及装置
技术领域
本发明实施例涉及热力学领域，尤其涉及一种碳纤维复合材料反射面结构成型模具确定方法及装置。
背景技术
树脂基碳纤维复合材料(CFRP)具有质量轻、比模量高、比强度高、耐腐蚀、热膨胀系数小等优异的性能，是制作高精度天线结构的理想材料。由于复合材料成型采用热压罐工艺，而CFRP的热膨胀系数与模具材料的热膨胀系数不匹配，高温固化成型后天线的精度受到很大影响。
为了减少热变形，在现有技术中，可选择与CFRP热膨胀系数接近的材料制作模具，如低膨胀陶瓷、Invar合金、石墨或复合材料等，但以上材料存在造价昂贵、成型困难或加工性欠佳等缺点。
发明内容
鉴于此，为解决上述技术问题或部分技术问题，本发明实施例提供一种碳纤维复合材料反射面结构成型模具确定方法及装置。
第一方面，本发明实施例提供一种碳纤维复合材料反射面结构成型模具确定方法，所述方法包括：
确定高精度碳纤维复合材料反射面结构；
基于所述高精度碳纤维复合材料反射面结构，构建与该高精度碳纤维复合材料反射面结构匹配的成型模具的模型；
基于所述成型模具的模型，确定该成型模具的修正模具方程。
在一个可能的实施方式中，所述基于所述成型模具的模型，确定该成型模具的修正模具方程，包括：
对所述成型模具进行有限元计算，得到位移云图；
计算所述位移云图中指定曲线/面上的每个点的坐标；
基于所述位移云图中指定曲线/面上的每个点的坐标，对各点进行拟合，得到该成型模具的候选修正模具方程；
对所述候选修正模具方程进行校验，并在校验通过后，将该候选模具方程作为该成型模具的最终的修正模具方程。
在一种可选的实施方式中，所述对所述候选修正模具方程进行校验，包括：
基于所述候选成型模具的修正模具方程，构造修正模具模型；
通过有限元仿真过程变换，对所述修正模具模型进行逆过程仿真计算，确定逆过程计算的修正模具模型的尺寸；
若计算出的尺寸与所述成型模具的尺寸偏差小于预设阈值，则确定所述候选修正方程校验通过；
若计算出的尺寸与所述成型模具的尺寸偏差大于或等于预设阈值，则确定所述候选修正方程校验不通过。
在一种可选的实施方式中，所述基于所述成型模具的模型，确定该成型模具的修正模具方程，包括：
确定与该成型模具匹配的二维曲线/三维曲面方程；
确定与该成型模具匹配的热弹性力学的基本方程；
确定与该成型模具匹配的热应变；
确定对成型模具进行变温处理后所产生的变形成型模具，并计算成型模具和变形成型模具上相同点的关系方程；
基于所述二维曲线/三维曲面方程、热弹性力学的基本方程、热应变和所述关系方程，计算该成型模具的修正模具方程。
第二方面，本发明实施例提供一种碳纤维复合材料反射面结构成型模具确定装置，所述装置包括：
第一确定单元，用于确定高精度碳纤维复合材料反射面结构；
构建单元，用于基于所述高精度碳纤维复合材料反射面结构，构建与该高精度碳纤维复合材料反射面结构匹配的成型模具的模型；
第二确定单元，用于基于所述成型模具的模型，确定该成型模具的修正模具方程。
在一种可选的实施方式中，所述第二确定单元，具体用于对所述成型模具进行有限元计算，得到位移云图；计算所述位移云图中指定曲线/面上的每个点的坐标；基于所述位移云图中指定曲线/面上的每个点的坐标，对各点进行拟合，得到该成型模具的候选修正模具方程；对所述候选修正模具方程进行校验，并在校验通过后，将该候选模具方程作为该成型模具的最终的修正模具方程。
在一种可选的实施方式中，所述第二确定单元，在对所述候选修正模具方程进行校验时，具体用于基于所述候选成型模具的修正模具方程，构造修正模具模型；通过有限元仿真过程变换，对所述修正模具模型进行逆过程仿真计算，确定逆过程计算的修正模具模型的尺寸；若计算出的尺寸与所述成型模具的尺寸偏差小于预设阈值，则确定所述候选修正方程校验通过；若计算出的尺寸与所述成型模具的尺寸偏差大于或等于预设阈值，则确定所述候选修正方程校验不通过。
在一种可选的实施方式中，所述第二确定单元，具体用于确定与该成型模具匹配的二维曲线/三维曲面方程；确定与该成型模具匹配的热弹性力学的基本方程；确定与该成型模具匹配的热应变；确定对成型模具进行变温处理后所产生的变形成型模具，并计算成型模具和变形成型模具上相同点的关系方程；基于所述二维曲线/三维曲面方程、热弹性力学的基本方程、热应变和所述关系方程，计算该成型模具的修正模具方程。
由上述描述可知，本申请通过确定高精度碳纤维复合材料反射面结构；基于所述高精度碳纤维复合材料反射面结构，构建与该高精度碳纤维复合材料反射面结构匹配的成型模具的模型；基于所述成型模具的模型，确定该成型模具的修正模具方程。
在基于所述成型模具的模型，确定该成型模具的修正模具方程时，本文从模拟计算和理论推导的角度，分别得到了较为精确的碳纤维复合材料反射面结构成型模具的修正方程，由于本申请可以得到精确的修正模具方程，并根据修正模具方程修正模具，使得修正后的模具可以克服热变形的影响，保证了高温固化成型后的碳纤维复合材料反射面结构的精度。
附图说明
图1为碳纤维复合材料反射面结构成型模具确定方法的流程图；
图2为碳纤维复合材料反射面结构成型模具的示意图；
图3为成型模具模型的有限元模拟位移云图；
图4为成型模具缩放示意图；
图5为碳纤维复合材料反射面结构成型模具确定装置的框图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
为便于对本发明实施例的理解，下面将结合附图以具体实施例做进一步的解释说明，实施例并不构成对本发明实施例的限定。
有鉴于此，本申请提供一种碳纤维复合材料反射面结构成型模具确定本申请通过确定高精度碳纤维复合材料反射面结构；基于所述高精度碳纤维复合材料反射面结构，构建与该高精度碳纤维复合材料反射面结构匹配的成型模具的模型；基于所述成型模具的模型，确定该成型模具的修正模具方程。
在基于所述成型模具的模型，确定该成型模具的修正模具方程时，本申请本文从模拟计算和理论推导的角度，分别得到了较为精确的碳纤维复合材料反射面结构成型模具的修正方程，由于本申请可以得到精确的修正模具方程，并根据修正模具方程修正模具，使得修正后的模具可以克服热变形的影响，保证了高温固化成型后的碳纤维复合材料反射面结构的精度。
参见图1，图1为碳纤维复合材料反射面结构成型模具确定方法的流程图，该方法可包括如下所示步骤。
需要说明的是：在本申请实施例中，所述碳纤维反射面为二次旋转抛物面，直径600mm。
步骤101：确定高精度碳纤维复合材料反射面结构；
步骤102：基于所述高精度碳纤维复合材料反射面结构，构建与该高精度碳纤维复合材料反射面结构匹配的成型模具的模型；
步骤103：基于所述成型模具的模型，确定该成型模具的修正模具方程。
下面对实现步骤103的方式进行详细地说明。
方式一：通过有限元计算，确定高精度碳纤维复合材料反射面结构的成型模具的修正模具方程。
下面通过步骤A1至步骤A4对方式一进行详细地说明。
步骤A1:对所述成型模具进行有限元计算，得到位移云图。
下面通过步骤1至步骤10对步骤A1进行详细地说明。
步骤1：确定复合材料的树脂。
在实现时，树脂主要与反射面结构所使用的温度有关，且树脂直接关系到固化温度。
此外，复合材料的线膨胀，主要由于树脂的热胀冷缩导致。常用的环氧树脂的线膨胀系数大于氰酸酯的线膨胀系数。
步骤2：确定复合材料的增强纤维。
在实现时，纤维直接影响结构的刚度、强度，以及结构的等效线膨胀系数。通常，纤维的线膨胀系数近似为0，且为小于0。
步骤3：确定复合材料的固化温度。
在实现时，固化温度，略高于凝胶温度，对于成型精度起决定作用。在线弹性分析计算时，成型精度与温度变化(固化温度与室温之差)成正比。其中，固化温度可作为最高温度载荷。
一般反射面的使用温度，采用环氧树脂即可满足。环氧树脂分为低温固化、中温固化和高温固化。在满足使用温度和结构刚度、强度的前提下，尽量降低固化温度。
步骤4：确定反射面铺层形式。
在实现时，对于高精度碳纤维复合材料反射面结构，一般采用准各向同性铺层，且最好为对称铺层。
采用准各向同性铺层，成型后的结构各方向的拉伸压缩模量、强度几乎一致；若结构为蒙皮-蜂窝-蒙皮形式的组合，则组装后的结构各方向的弯曲模量、强度也几乎一致。
采用对称铺层，成型的结构面外变形较小，组装精度高，组装后结构残余应力低。
步骤5：计算复合材料铺层对应的线膨胀系数。
在实现时，采用准各向同性铺层的反射面结构，其各向线膨胀系数相等，为一常数；否则，线膨胀系数随方向发生变化。
采用高模量碳纤维M40、M55J制作的复合材料结构，等效线膨胀系数一般较低，约为0.5-2.0×10-6/K，远低于不锈钢、铝合金等模具材料的线膨胀系数。
步骤6：确定成型模具材料。
在实现时，模具的材料为影响高精度碳纤维复合材料反射面结构成型精度重要的影响因素。
通常，用于成型高精度碳纤维复合材料反射面的模具材料，为Invar合金、石墨或复合材料。以上材料制作模具，存在造价昂贵、成型困难或加工性欠佳等缺点。
本申请主推采用常规模具材料制作高精度碳纤维复合材料反射面的模具，如普通45#钢。其原材料成本低廉，加工性能好、周期短。比如，将模具材料设置为:模具采用普通的45#钢，热膨胀系数为11.4×10-6/K，弹性模量为210GPa，泊松比为0.3。蒙皮为碳纤维复合材料，热膨胀系数为0.5×10-6/K，为45#钢的1/23，可以忽略不计。
步骤7：确定成型模具材料的基本性能参数，弹性模量、泊松比和线膨胀系数等。
需要说明的是，若复合材料成型温度较高，以上性能参数需提供随温度变化的列表，尤其是线膨胀系数。
步骤8：根据反射面理论型面，设计理论模具，如图2所示为1/4的阳模模具。
在实现时，为方便后续仿真分析和拟合，反射面的中心点为原点，且反射面在原点处与在xOy平面相切。
采用热压罐成型工艺，仅一个阳模即可；若为模压成型工艺，除阳模外，还需一个阴模。
步骤9：划分有限元网格。
在实现时，一般情形，需采用三维模型，划分网格。
通常，反射面为旋转抛物面形式，且采用准各向同性铺层时，复合材料各方向线膨胀系数一致，可提取旋转抛物面的二维截面进行有限元网格划分。
以上简化，适用于旋转类型的反射面，且复合材料铺层为准各向同性或忽略复合材料的线膨胀系数对成型精度的影响。
步骤10：导入有限元模型，进行仿真分析。
在实现时，将划分的有限元网格，导入至Ansys、ABAQUS或Patran等有限元软件中进行计算。温度载荷依次为室温、固化温度和室温；边界条件仅需限制结构的刚体位移即可。为方便后续拟合，反射面的中心点为固定点。
具体地，碳纤维反射面蒙皮的理论曲面为旋转抛物面，如图2为其阳模，阳模的曲面方程与蒙皮的理论曲面相同(此模具简称理论模具)。若模具材料的热膨胀系数非常小，则模具直接使用此曲面方程就可得精度较高的蒙皮。反之，则此曲面只是蒙皮固化温度对应的模具曲面。
根据热弹性理论，材料在线弹性阶段，其升温和降温过程可逆。据此，可以简化计算模型：固化温度(Tgel)对应的理论模具，让其降温至室温(TRT)，则理论模具收缩，可得实际需要的修正模具(此模具简称修正模具)。
蒙皮为轴对称图形，理论模具也为轴对称图形，可将其简化为平面问题，采用Ansys软件进行计算。在热压罐固化工艺中，虽然施加了0.5MPa压力，此压力为静水压力，主要用于让蒙皮和模具贴合紧密，对于模量高达210GPa的45#钢的模具而言，可以忽略其影响，故模型只被限制刚体位移，无其他约束。
经过有限元分析，可得计算模型变形前后的轮廓图(如图3所示)。从图中可知，模具发生的最大位移为0.467mm，则直接采用理论模具制作蒙皮，蒙皮最大偏差将达到这个量级。
查看应力结果，除局部有很小的应力外，整体的应力应趋近于0。否则，仿真分析时边界等设置可能不准确。
步骤A2:计算所述位移云图中指定曲线上的每个点的坐标。
在实现时，可基于图3所示的理论模具曲线上(其余直线段为辅助线，可不导出)每点的横纵坐标以及两个方向上的位移分量，计算位移云图上指定曲线上每点的新坐标，即可得修正模具。
具体地，在计算计算修正模具上各点的坐标时，可导出成型模具的模型中各点的坐标和仿真分析后各点的位移，两者叠加，可知修正模具上各点的坐标。
步骤A3:基于所述位移云图中指定曲线上的每个点的坐标，对该各点进行拟合，得到该成型模具的候选修正模具方程。
对位移云图上的指定曲线上的每点新坐标，对这些点进行了多项式拟合，得到该成型模具的候选修正模具方程。
具体地，将修正模具各点坐标导入至Matlab中，采用cftool工具箱进行曲线/曲面拟合。
按照一般情形，理论模具为旋转抛物面，修正模具也为旋转抛物面。
此外，还可根据修正模具上各点坐标或修正模具的拟合曲线/曲面，重新设计模具，此为修正模具。
步骤A4:对所述候选修正模具方程进行校验，并在校验通过后，将该候选模具方程作为该成型模具的最终的修正模具方程。
在实现时，可基于所述候选成型模具的修正模具方程，构造修正模具模型，并通过有限元仿真过程变换，对所述修正模具模型进行逆过程仿真计算，确定逆过程计算的修正模具模型的尺寸。
若计算出的尺寸与所述成型模具的尺寸偏差小于预设阈值，则确定所述候选修正方程校验通过。
若计算出的尺寸与所述成型模具的尺寸偏差大于或等于预设阈值，则确定所述候选修正方程校验不通过。
例如，为了检验计算的可靠性，进行逆过程的有限元分析，即模拟实际模具的升温膨胀过程。以上述拟合的修正模具为模型，从常温TRT升高至固化温度Tgel，计算对应的模具尺寸，进而与初始理论模具尺寸进行对比，每点的偏差均小于2×10-4mm。即通过该候选修正方式校验通过。
通过以上方法修正模具，模具的加工精度为0.02mm，由其制作了碳纤维蒙皮。采用三坐标测量机进行测试，结果表明其型面精度为0.063mm，满足设计精度要求(≤0.1mm)。
方式二：通过理论推导，确定高精度碳纤维复合材料反射面结构的成型模具的修正模具方程。
在实现时，可先对高精度碳纤维复合材料反射面结构进行预处理。
具体可参见上文步骤A1中的步骤1至步骤7，以及以下步骤：
根据热弹性理论，材料在线弹性阶段，其升温和降温过程可逆。据此，可以简化计算模型：固化温度(Tgel)对应的理论模具，让其降温至室温(TRT)，则理论模具收缩，可得实际需要的修正模具(此模具简称修正模具)。
然后，可通过下面通过步骤B1至步骤B5对方式二进行详细地说明。
步骤B1:确定与该成型模具匹配的二次抛物线方程；
步骤B2:确定与该成型模具匹配的热弹性力学的基本方程；
步骤B3:确定与该成型模具匹配的热应变；
步骤B4:确定对成型模具进行变温处理所产生的变形成型模具，并计算成型模具和变形成型模具上相同点的关系方程；
步骤B5:基于所述二次抛物线方程、热弹性力学的基本方程、热应变和所述关系方程，计算该成型模具的修正模具方程。
例如，通过上节的模拟计算可知，理论模具和修正模具均为二次抛物线，且模具的材料为均质材料，可以根据热弹性力学的理论推导出相同的。
在二维直角坐标系下，二次抛物线方程上的点记为(x，y)，如图3所示，抛物线方程可以写为：
2py＝x2 (1)
模具只限制刚体位移，无其他约束，可自由膨胀。由热弹性力学的基本方程和边界条件可知，应力分量均为0，应变分量为[15]：
Figure BDA0002399500060000115
Figure BDA0002399500060000111
Figure BDA0002399500060000112
其中，热应变εΤ为：
Figure BDA0002399500060000113
上式中，T0为初始状态的温度，T∞为末状态的温度，α(T)为模具的热膨胀系数。特殊情况下，若考虑复合材料在固化过程中的热膨胀，其热膨胀系数记为α’(T)。这种情形下，需计算升温过程中模具的膨胀量扣除复合材料的膨胀量，得到的是模具相对的热应变，为方便计算，仍采用εΤ，式(3a)变为：
Figure BDA0002399500060000114
工程应用中，在满足精度要求的前提下可将模具和复合材料的热膨胀系数作为常数(或平均热膨胀系数)，记为α和α’，且定义温差为ΔT＝T∞-T0，则：
εT＝(α-α')·ΔT (3c)
若复合材料的热膨胀系数可忽略，上式可简化为：
εT＝α·ΔT (3d)
升温过程，ΔT＞0，εT＞0；反之，降温过程中，εT＜0。膨胀为等向均匀膨胀，εT与坐标无关，由式(2)积分可得[15]：
u＝εT·x+u0-ω0y
v＝εT·y+v0+ω0x (4)
其中，u、v分别表示x、y方向的位移；u0、v0分别表示x、y方向的刚体平动位移，ω0为刚体转角，均为常数。此处均取0。对于任意点，变形后的坐标(x’，y’)与对应的变形前的坐标(x，y)满足(如图3所示)：
Figure BDA0002399500060000121
刚体位移、转角，相当于坐标系旋转，对于曲线的形式无影响，令式(4)中三个刚体自由度均为0(即限制刚体位移)，代入上式化简，可得：
Figure BDA0002399500060000122
其中，k为材料的尺寸缩放因子：
k＝1+εT (7a)
如图3所示，图3是模型缩放示意图，升温过程，εT＞0，k＞1；降温过程，εT＜0，k＜1。变温过程中，热应变为小应变，在线弹性范围内，故εT<<1。上式可转换为：
Figure BDA0002399500060000123
将式(3c)或(3d)代入式(7b)，即可与经验公式一致[11～13]：
k＝1/[1-(α-α')·ΔT] (7c)
上式为尺寸缩放因子，可计算模具变温前后的尺寸变化。
由于(x，y)为抛物线上任意点，即原曲线L1(或原曲线L1内部)与新曲线L2上(或新曲线L2内部)的点一一对应。将式(6)代入式(1)可得：
2kpy'＝x'2 (8)
上式即为修正模具的曲线方程，仍为抛物线。由于k为比例因子，是常数，故变换前后曲线为相同的类型。同时，上面的推导也能推广到三维情形，若理论模具为旋转抛物面：
4pz＝x2+y2 (9)
修正模具上点的坐标表示为(x’，y’，z’)，则可得修正模具上点的坐标满足的曲面方程为：
4kpz'＝x'2+y'2 (10)
其中，材料的尺寸缩放因子k由式(3)、(7)可得，初始状态的温度T0取为常温TRT，末状态的温度T∞取为固化温度Tgel。
上式仍为旋转抛物面，与有限元模拟计算后拟合的结果相符，验证了此方法的可靠性和准确性。以上推导方法可以用于其他类似模型，模型的曲面方程和对应的模具曲面方程，见表1所示。这里不对模型曲面方程、修正模具方程进行具体地限定。
表1
Figure BDA0002399500060000131
注：表中k均为尺寸缩放因子，可由式(7c)计算。
此外，还需要说明的是，通过以上方法修正的模具，经过热压罐工艺后抛物面蒙皮的精度为0.063mm，达到了高精度的设计要求。同时，模具只需要采用普通45#钢，大大降低模具的材料成本和加工难度。
理论推导的修正模具方程，公式简单，适用性很广，对于复杂的型面方程均可以使用，为工程中含复杂型面的高精度碳纤维复合材料反射面结构成型模具设计提供了简便的方法。
需要说明的是：
模具、复合材料结构的尺寸变化(线应变)较小，满足式(7a)和(7b)近似相等，或者有限元仿真计算时正逆过程的结果之差小于阈值，也适用于上述情形。
此外，复合材料结构仅发生面内变形或面外变形可忽略。复合材料结构由于加工误差等在固化过程中易发生面外变形，采用准各向同性铺层可减小面外变形，且部分面外变形可在装配中抵消/消除；若装配中无法抵消面外变形，需在本专利的基础上进一步修正模具。
相应地，本申请还提供了与上述碳纤维复合材料反射面结构成型模具确定方法对应的碳纤维复合材料反射面结构成型模具确定装置。
参见图5，图5为碳纤维复合材料反射面结构成型模具确定装置的框图。该装置可包括如下所示单元。
第一确定单元501，用于确定高精度碳纤维复合材料反射面结构；
构建单元502，用于基于所述高精度碳纤维复合材料反射面结构，构建与该高精度碳纤维复合材料反射面结构匹配的成型模具的模型；
第二确定单元503，用于基于所述成型模具的模型，确定该成型模具的修正模具方程。
在一种可选的实施方式中，所述第二确定单元503，具体用于对所述成型模具进行有限元计算，得到位移云图；计算所述位移云图中指定曲线/面上的每个点的坐标；基于所述位移云图中指定曲线/面上的每个点的坐标，对各点进行拟合，得到该成型模具的候选修正模具方程；对所述候选修正模具方程进行校验，并在校验通过后，将该候选模具方程作为该成型模具的最终的修正模具方程。
在一种可选的实施方式中，所述第二确定单元503，在对所述候选修正模具方程进行校验时，具体用于基于所述候选成型模具的修正模具方程，构造修正模具模型；通过有限元仿真过程变换，对所述修正模具模型进行逆过程仿真计算，确定逆过程计算的修正模具模型的尺寸；若计算出的尺寸与所述成型模具的尺寸偏差小于预设阈值，则确定所述候选修正方程校验通过；若计算出的尺寸与所述成型模具的尺寸偏差大于或等于预设阈值，则确定所述候选修正方程校验不通过。
在一种可选的实施方式中，所述第二确定单元503，具体用于确定与该成型模具匹配的二维曲线/三维曲面方程；确定与该成型模具匹配的热弹性力学的基本方程；确定与该成型模具匹配的热应变；确定对成型模具进行变温处理后所产生的变形成型模具，并计算成型模具和变形成型模具上相同点的关系方程；基于所述二维曲线/三维曲面方程、热弹性力学的基本方程、热应变和所述关系方程，计算该成型模具的修正模具方程。
专业人员应该还可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。
结合本文中所公开的实施例描述的方法或算法的步骤可以用硬件、处理器执行的软件模块，或者二者的结合来实施。软件模块可以置于随机存储器(RAM)、内存、只读存储器(ROM)、电可编程ROM、电可擦除可编程ROM、寄存器、硬盘、可移动磁盘、CD-ROM、或技术领域内所公知的任意其它形式的存储介质中。
以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种碳纤维复合材料反射面结构成型模具确定方法，其特征在于，所述方法包括：
确定高精度碳纤维复合材料反射面结构；
基于所述高精度碳纤维复合材料反射面结构，构建与该高精度碳纤维复合材料反射面结构匹配的成型模具的模型；
基于所述成型模具的模型，确定该成型模具的修正模具方程。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述成型模具的模型，确定该成型模具的修正模具方程，包括：
对所述成型模具进行有限元计算，得到位移云图；
计算所述位移云图中指定曲线/面上的每个点的坐标；
基于所述位移云图中指定曲线/面上的每个点的坐标，对各点进行拟合，得到该成型模具的候选修正模具方程；
对所述候选修正模具方程进行校验，并在校验通过后，将该候选模具方程作为该成型模具的最终的修正模具方程。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述对所述候选修正模具方程进行校验，包括：
基于所述候选成型模具的修正模具方程，构造修正模具模型；
通过有限元仿真过程变换，对所述修正模具模型进行逆过程仿真计算，确定逆过程计算的修正模具模型的尺寸；
若计算出的尺寸与所述成型模具的尺寸偏差小于预设阈值，则确定所述候选修正方程校验通过；
若计算出的尺寸与所述成型模具的尺寸偏差大于或等于预设阈值，则确定所述候选修正方程校验不通过。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述成型模具的模型，确定该成型模具的修正模具方程，包括：
确定与该成型模具匹配的二维曲线/三维曲面方程；
确定与该成型模具匹配的热弹性力学的基本方程；
确定与该成型模具匹配的热应变；
确定对成型模具进行变温处理后所产生的变形成型模具，并计算成型模具和变形成型模具上对应点的关系方程；
基于所述二维曲线/三维曲面方程、热弹性力学的基本方程、热应变和所述关系方程，计算该成型模具的修正模具方程。
5.一种碳纤维复合材料反射面结构成型模具确定装置，其特征在于，所述装置包括：
第一确定单元，用于确定高精度碳纤维复合材料反射面结构；
构建单元，用于基于所述高精度碳纤维复合材料反射面结构，构建与该高精度碳纤维复合材料反射面结构匹配的成型模具的模型；
第二确定单元，用于基于所述成型模具的模型，确定该成型模具的修正模具方程。
6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述第二确定单元，具体用于对所述成型模具进行有限元计算，得到位移云图；计算所述位移云图中指定曲线/面上的每个点的坐标；基于所述位移云图中指定曲线/面上的每个点的坐标，对各点进行拟合，得到该成型模具的候选修正模具方程；对所述候选修正模具方程进行校验，并在校验通过后，将该候选模具方程作为该成型模具的最终的修正模具方程。
7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述第二确定单元，在对所述候选修正模具方程进行校验时，具体用于基于所述候选成型模具的修正模具方程，构造修正模具模型；通过有限元仿真过程变换，对所述修正模具模型进行逆过程仿真计算，确定逆过程计算的修正模具模型的尺寸；若计算出的尺寸与所述成型模具的尺寸偏差小于预设阈值，则确定所述候选修正方程校验通过；若计算出的尺寸与所述成型模具的尺寸偏差大于或等于预设阈值，则确定所述候选修正方程校验不通过。
8.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述第二确定单元，具体用于确定与该成型模具匹配的二维曲线/三维曲面方程；确定与该成型模具匹配的热弹性力学的基本方程；确定与该成型模具匹配的热应变；确定对成型模具进行变温处理后所产生的变形成型模具，并计算成型模具和变形成型模具上相同点的关系方程；基于所述二维曲线/三维曲面方程、热弹性力学的基本方程、热应变和所述关系方程，计算该成型模具的修正模具方程。
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