一种3D打印纤维增强复材热本构损伤失效的仿真方法

    公开(公告)号:CN119783439A

    公开(公告)日:2025-04-08

    申请号:CN202411801055.2

    申请日:2024-12-09

    Abstract: 本发明公开了一种3D打印纤维增强复材热本构损伤失效的仿真方法,包括如下步骤:采用XCT切片扫描结果进行三维仿真模型构建,并对三维仿真模型进行网格划分;基于第二Piola Kirchhoff应力与Green Lagrange应变组合的功共轭对描述网格化后三维仿真模型的有限变形本构关系,构建3D打印纤维增强复材本构模型;在最大应力准则基础上开发3D打印纤维增强复材损伤失效模型;采用Kriging代理模型描述温度对力学性能的影响,分别建立3D打印纤维增强复材损伤失效模型的弹性常数、屈服应力、最大强度与温度的关联方程;在横向拉伸下,改变温度条件进行仿真。其显著效果是:仿真结果与实验结果基本相符,仿真效果较好。

    一种面向激光烧结复材的仿生薄壁结构抗冲击设计方法

    公开(公告)号:CN117291038B

    公开(公告)日:2024-07-26

    申请号:CN202311279335.7

    申请日:2023-10-07

    Abstract: 本发明公开了一种面向激光烧结复材的仿生薄壁结构抗冲击设计方法,包括步骤:对蜂窝结构和骨骼结构进行特征提取;对提取的两种特征进行二维重构,获得离散分布孔的二维截面;对离散分布孔的二维截面进行拓扑连通形成三维仿生薄壁结构;构建三维仿生薄壁结构的冲击仿真模型及其冲击仿真对照模型,并进行冲击仿真试验;提取并分析冲击仿真结果,获得两种模型的抗冲击性能;判断冲击仿真模型与冲击仿真对照模型的抗冲击性能的差距是否满足设计需求,若是则获得所需的理想仿生薄壁结构,否则进行新一轮的迭代优化。在确保结构填充率保持不变的同时,有效提升了激光增材薄壁结构的抗冲击性能,提高了其结构强度。

    考虑回字路径下短碳纤维复材横观各向同性拓扑优化方法

    公开(公告)号:CN116825251A

    公开(公告)日:2023-09-29

    申请号:CN202310788409.3

    申请日:2023-06-29

    Abstract: 本发明适用于材料结构优化设计领域,提供了考虑回字路径下短碳纤维复材横观各向同性拓扑优化方法,包括以下步骤:测定横观各向同性材料的不同方向的独立参数;得到横观各向同性材料在沿打印丝材方向和垂直丝材方向的柔度矩阵;构建适用于横观各向同性材料的单元刚度矩阵求解模型;组装得整体刚度矩阵;以最小化结构柔度为目标,以结构相对体积分数为约束,利用柔度和相对体积分数对设计变量的灵敏度进行迭代求解,当前设计满足体积约束,前后两次迭代的设计变量的绝对值之差小于预设值或循环次数大于最大循环次数时,迭代结束,得到最优结构。本发明使得拓扑优化结果充分考虑到熔融沉积方式和丝材制造过程的特性,提升拓扑优化结构的力学性能。

    一种面向激光烧结复材的服役热变形预测方法

    公开(公告)号:CN119416448B

    公开(公告)日:2025-04-18

    申请号:CN202411421287.5

    申请日:2024-10-12

    Abstract: 本发明公开了一种面向激光烧结复材的服役热变形预测方法,包括步骤:依照纤维方向排布、纤维含量进行微观结构的重构,得到不同纤维方向上的重构模型;构建玻璃纤维和PEEK基体的本构模型;基于微尺度重构算法,建立激光烧结PEEK复材热变形预测模型;采用激光烧结工艺,开展玻璃纤维增强PEEK复材的激光烧结制造,对特定含量、纤维排布复材进行激光烧结PEEK复材热变形预测模型的标定与验证;基于验证后的激光烧结PEEK复材热变形预测模型,进行激光烧结复材的热变形预测。其显著效果是:能够准确的热变形预测,可以提高激光烧结复合材料结构设计的可靠性,减少实际应用中的失效风险,有助于推动该材料在高性能应用领域的发展。

    一种基于死区和归一化的多输入多输出振动主动控制算法

    公开(公告)号:CN117930638A

    公开(公告)日:2024-04-26

    申请号:CN202211255623.4

    申请日:2022-10-13

    Abstract: 本发明公开了一种基于死区和归一化的多输入多输出振动主动控制算法,该方法将死区方法和归一化方法引入多输入多输出递推最小二乘(MultipleInputMultipleOutputRecursive LeastSquares,MIMO‑RLS)算法中,提升原有参数自适应算法的鲁棒性。通过单频窄带扰动及多频窄带扰动所引起的结构振动控制实验,表面该方法相比于原有参数自适应算法的抑振性能得到明显提升。

    一种面向激光烧结复材的服役热变形预测方法

    公开(公告)号:CN119416448A

    公开(公告)日:2025-02-11

    申请号:CN202411421287.5

    申请日:2024-10-12

    Abstract: 本发明公开了一种面向激光烧结复材的服役热变形预测方法,包括步骤:依照纤维方向排布、纤维含量进行微观结构的重构,得到不同纤维方向上的重构模型;构建玻璃纤维和PEEK基体的本构模型;基于微尺度重构算法,建立激光烧结PEEK复材热变形预测模型;采用激光烧结工艺,开展玻璃纤维增强PEEK复材的激光烧结制造,对特定含量、纤维排布复材进行激光烧结PEEK复材热变形预测模型的标定与验证;基于验证后的激光烧结PEEK复材热变形预测模型,进行激光烧结复材的热变形预测。其显著效果是:能够准确的热变形预测,可以提高激光烧结复合材料结构设计的可靠性,减少实际应用中的失效风险,有助于推动该材料在高性能应用领域的发展。

    一种面向激光粉末床熔融复材的仿二月兰结构设计方法

    公开(公告)号:CN118734712A

    公开(公告)日:2024-10-01

    申请号:CN202410974261.7

    申请日:2024-07-19

    Inventor: 汤海斌 全嘉乐

    Abstract: 本发明公开了一种面向激光粉末床熔融复材的仿二月兰结构设计方法,包括:步骤S1、对二月兰茎秆横截面进行数据采集;步骤S2、采用阈值分割对二月兰茎秆截面图进行边缘检测,通过改变阈值来提取二月兰茎秆的微观结构特征并制作成数据集;步骤S3、利用生成对抗网络模型对数据集进行训练,通过生成器生成新的二月兰茎秆图片,并根据新的二月兰茎秆图片设计出三维抗冲击的仿生结构;步骤S4、构建面向激光粉末床熔融的冲击仿真模型,并进行冲击仿真试验,提取并分析冲击仿真结果。本发明在减轻重量的同时有效提升了激光粉床熔融制造的薄壁结构的抗冲击性能,显著提高设计效率和结构性能,具有广阔的应用前景。

    一种基于Y-K参数化的多输入多输出前馈振动主动控制方法

    公开(公告)号:CN117930637A

    公开(公告)日:2024-04-26

    申请号:CN202211255620.0

    申请日:2022-10-13

    Abstract: 本发明公开了一种基于Y‑K参数化的多输入多输出前馈振动主动控制方法。本方法直接利用微振动主动控制实验平台,实现单频窄带扰动及宽频白噪声扰动所引起的结构微振动控制实验;本方法将Y‑K参数化方法引入多输入多输出前馈振动主动控制中,提升原有前馈自适应算法的收敛性能,增强算法针对宽频扰动的鲁棒性。该方法利用Y‑K参数化方法提升原有多输入多输出前馈自适应控制算法的收敛性能和鲁棒性能。通过在多输入多输出前馈控制系统中增加中央鲁棒控制器与Y‑K参数滤波器,固定参数的中央鲁棒控制器与自适应参数的Y‑K参数滤波器相互配合,构建了一族稳定的控制器,提升算法的抑振性能和鲁棒性。

    一种面向激光烧结复材的仿生薄壁结构抗冲击设计方法

    公开(公告)号:CN117291038A

    公开(公告)日:2023-12-26

    申请号:CN202311279335.7

    申请日:2023-10-07

    Abstract: 本发明公开了一种面向激光烧结复材的仿生薄壁结构抗冲击设计方法,包括步骤:对蜂窝结构和骨骼结构进行特征提取;对提取的两种特征进行二维重构,获得离散分布孔的二维截面;对离散分布孔的二维截面进行拓扑连通形成三维仿生薄壁结构;构建三维仿生薄壁结构的冲击仿真模型及其冲击仿真对照模型,并进行冲击仿真试验;提取并分析冲击仿真结果,获得两种模型的抗冲击性能;判断冲击仿真模型与冲击仿真对照模型的抗冲击性能的差距是否满足设计需求,若是则获得所需的理想仿生薄壁结构,否则进行新一轮的迭代优化。在确保结构填充率保持不变的同时,有效提升了激光增材薄壁结构的抗冲击性能,提高了其结构强度。

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