复合材料的铺层堆叠顺序优化 - phase3

文摘   2024-12-16 08:14   重庆  
第3 阶段:铺层堆叠顺序优化
此算法旨在提供最佳堆叠顺序的方案。用于铺层堆叠序列优化的输入模型fairing_size_shuffling.*.fem是从以前的设计阶段生成的。每个铺层被划分为多个PY,其厚度等于可制造厚度(在本例中为0.1),并且STACK卡会相应地更新。在此设计阶段,对复合铺层进行优化以确定铺层最佳堆叠顺序。
保留设计性能很重要。因此,优化问题被保留为之前在size optimization阶段中表述的。应用了两个制造约束:
·特定方向的最大连续数不超过4层。
·+ 45s和- 45s层数量是一致的
一、导入模型
1.点击File>Import>Solver Deck
导入选项卡将添加到您的选项卡菜单中。
2.对于File type ,选择OptiStruct
3.选择文件图标。
此时将打开Select OptiStruct文件Browser。
4.选择保存到工作目录的fairing_size_shuffling.*.fem文件。
5.单击Open
6.单击Import,然后单击Close以关闭Import选项卡。
二、设置优化
1          

 

2          

 

2.1更新Composite strains响应
由于层束在随机排序模型中被划分为多个,因此CSTRAIN响应中的信息也需要更新。
1.在Analysis页面中,单击optimization面板。
2.单击responses面板。
3.单击response=并选择cstrain
4.使用plies selector,选择所有plies。
5.单击update
6.单击return
2.2为铺层重排创建制造约束条件
在尺寸调整阶段自动创建了DSHUFFLE卡。将为shuffleling优化添加两个制造约束。    
1.在Optimization面板中,单击composite shuffle面板。
2.选择create子面板。
3.单击dshuffle=并选择DSHUFFLE1
查看类型和堆栈ID。
4.选择parameters子面板。
5.单击dshuffle =并选择DSHUFFLE1
6.选择pairing constraint
7.将对类型设置为reverse
8.在ply angles1 字段中,输入45.0
9.在ply angles2 字段中,输入-45.0
10.单击update
11.单击edit
12.定义MAXSUCC约束,如图1 所示。
图1.
13.单击return
14.单击update
15.单击return两次以返回到Analysis页面。
三、运行优化
1.在Analysis页面中,单击OptiStruct
2.单击save as
3.Save As对话框中,指定写入OptiStruct模型文件的位置,并在文件名中输入fairing_shuffling
对于OptiStruct求解器模型,建议使用.fem扩展名。
4.单击Save
input file字段显示在Save As对话框中指定的文件名和位置。
5.将导出选项切换设置为all
6.将run options切换设置为optimization
7.将内存选项切换设置为memory default
8.单击OptiStruct运行优化。    
作业完成时,窗口中会显示以下消息:
OPTIMIZATION HAS CONVERGED.
FEASIBLE DESIGN (ALL CONSTRAINTS SATISFIED).
如果存在错误消息,OptiStruct还会报告错误消息。可以在文本编辑器中打开文件fairing_shuffling.out以查找有关任何错误的详细信息。此文件将写入与.fem文件相同的目录。
9.单击Close
四、查看结果
 在Internet Browser中打开fairing_shuffling.shuf.html文件。
此时将显示随机排序优化的历程记录。这些列表示特定迭代时铺层堆叠序列的全局趋势,最后一列是最终解决方案。这些铺层根据其纤维取向进行颜色编码。整流罩的重量在设计阶段没有改变。
   
图2.Shuffleling优化历程
查看此过程的结果:
·最低固有频率= 0.02 KHz (>0.02 KHz)
·最大应变= 9.947e-4 (<1.e-3)
因此,这种轻量级设计满足所有性能要求,是可行且可制造的。
         

 

   

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