申请/专利权人：南京航空航天大学

申请日：2020-04-10

公开（公告）日：2024-03-22

公开（公告）号：CN111310366B

主分类号：G06F30/20

分类号：G06F30/20;G06F113/26

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.03.22#授权;2020.07.14#实质审查的生效;2020.06.19#公开

摘要：本发明公开了一种平纹编织复合材料预制体细观模型建立方法，首先选择铺层网格模型并输入所需参数，按照预设顺序遍历网格中的经线和纬线，对网格模型中的全部交点进行波峰波谷分类，其次将铺层网格中的经线映射为经纱中心线曲线组，将铺层网格中的纬线映射为纬纱中心线曲线组，得到铺层网格整体平纹编织纱线中心线曲线组，接着根据纬线以及对应的纬纱曲线段各节点和映射节点得到平纹编织复合材料预制体经纱细观几何模型，根据经线以及对应的经纱曲线段各节点和映射节点得到平纹编织复合材料预制体纬纱细观几何模型，组合经纱细观几何模型和纬纱细观几何模型，得到平纹编织复合材料预制体整体细观几何模型，完成建模。

主权项：1.一种平纹编织复合材料预制体细观模型建立方法，其特征在于，所述方法包括：S1：选择铺层网格模型，并输入所需参数，所述参数包括经线、纬线的坐标数据，纱线间隙z，铺层厚度h，纱线长径尺寸d，建模精度e，其中，d＜z；S2：按照预设顺序遍历网格中的经线和纬线，设遍历到的经线为Ki，纬线为Lj，经线Ki和纬线Lj的交点为Oi,j，设g＝i+j，判断g的奇偶性，若g为偶数，定义交点Oi,j为波峰点，若g为奇数，定义交点Oi,j为波谷点，完成网格中各交点的分类；S3：利用经线和纬线的交点将经线分隔为若干个曲线段，采用建模精度e将每个曲线段进行等分，根据每个曲线段的起始端点是否为波峰点，将每个曲线段的起始端点、终止端点和曲线段中各等分节点分别映射为类正弦曲线上的点，直到遍历全部曲线段和经线，将铺层网格中的经线映射为经纱中心线曲线组；S4：利用纬线和经线的交点将纬线分隔为若干个曲线段，采用建模精度e将每个曲线段进行等分，根据每个曲线段的起始端点是否为波峰点，将每个曲线段的起始端点、终止端点和曲线段中各等分节点分别映射为类正弦曲线上的点，直到遍历全部曲线段和纬线，将铺层网格中的纬线映射为纬纱中心线曲线组，得到铺层网格整体平纹编织纱线中心线曲线组；S5：根据纬线以及对应的纬纱曲线段各节点和映射节点，获取经纱中心线曲线组各节点的经线截面，并连经纱截面得到平纹编织复合材料预制体经纱细观几何模型；S6：根据经线以及对应的经纱曲线段各节点和映射节点，获取纬纱中心线曲线组各节点的纬线截面，并连纬纱截面得到平纹编织复合材料预制体纬纱细观几何模型；S7：组合经纱细观几何模型和纬纱细观几何模型，得到平纹编织复合材料预制体整体细观几何模型，完成建模；在步骤S3中，所述利用经线和纬线的交点将经线分隔为若干个曲线段，采用建模精度e将每个曲线段进行等分，根据每个曲线段的起始端点是否为波峰点，将每个曲线段的起始端点、终止端点和曲线段中各等分节点分别映射为类正弦曲线上的点，直到遍历全部曲线段和经线，将铺层网格中的经线映射为经纱中心线曲线组的过程包括如下步骤：S31：利用经线Ki和纬线L0,L1,…Lv,L-1,L-2,…L-w的交点将经线Ki分隔为若干个曲线段；S32：将经线Ki和纬线Lj的交点Oi,j定义为其中一个曲线段的起始端点Ps，将经线Ki和纬线Lj+1的交点Oi,j+1定义为所述曲线段的终止端点Pt；S33：采用建模精度e将所述曲线段进行等分，存储各等分节点的坐标数据，定义所述曲线段中各等分节点的坐标为P1、P2、…、Pe-1；S34：判断所述曲线段起始端点Ps是否为波峰点，若是波峰点，跳转至步骤S35，若不是波峰点，跳转至步骤S36；S35：采用类正弦曲线对所述曲线段上各点进行映射，映射后的各点值分别为：初始端点终止端点各等分节点其中，h为铺层厚度，k为[1,e-1]间的整数，为交点Oi,j处的单位平面法向量，跳转至步骤S37；S36：采用类正弦曲线对所述曲线段上各点进行映射，映射后的各点值分别为：初始端点终止端点各等分节点其中，h为铺层厚度，k为[1,e-1]间的整数，为交点Oi,j处的单位平面法向量，S37：重复步骤S32至S36，直到经线Ki上所有曲线段全部遍历完成映射；S38：重复步骤S31至S37，直到完成全部经线的遍历；在步骤S4中，所述利用纬线和经线的交点将纬线分隔为若干个曲线段，采用建模精度e将每个曲线段进行等分，根据每个曲线段的起始端点是否为波峰点，将每个曲线段的起始端点、终止端点和曲线段中各等分节点分别映射为类正弦曲线上的点，直到遍历全部曲线段和纬线，将铺层网格中的纬线映射为纬纱中心线曲线组，得到铺层网格整体平纹编织纱线中心线曲线组的过程包括如下步骤：S41：利用纬线Lj和经线K0,K1,…Km,K-1,K-2,…K-n的交点将经线Lj分隔为若干个曲线段；S42：将纬线Lj和经线Ki的交点Oi,j定义为其中一个曲线段的起始端点Rs，将纬线Lj和的经线Ki+1交点Oi+1,j定义为所述曲线段的终止端点Rt；S43：采用建模精度e将所述曲线段进行等分，存储各等分节点的坐标数据，定义所述曲线段中各等分节点的坐标为R1、R2、…、Re-1；S44：判断所述曲线段起始端点Rs是否为波峰点，若是波峰点，跳转至步骤S45，若不是波峰点，跳转至步骤S46；S45：采用类正弦曲线对所述曲线段上各点进行映射，映射后的各点值分别为：初始端点终止端点各等分节点其中，h为铺层厚度，k为[1,e-1]间的整数，为交点Oi,j处的单位平面法向量，跳转至步骤S47；S46：采用类正弦曲线对所述曲线段上各点进行映射，映射后的各点值分别为：初始端点终止端点各等分节点其中，h为铺层厚度，k为[1,e-1]间的整数，为交点Oi,j处的单位平面法向量，S47：重复步骤S42至S46，直到纬线Lj上所有曲线段全部遍历完成映射；S48：重复步骤S41至S47，直到完成全部纬线的遍历；S49：经纱中心线曲线组与纬纱中心线曲线组结合，得到铺层网格整体平纹编织纱线中心线曲线组。

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