復(fù)合材料被廣泛應(yīng)用于航空航天等工程領(lǐng)域,以往的復(fù)合材料結(jié)構(gòu)件分析中存在很少考慮局部不確定性、缺乏局部模型驗(yàn)證、數(shù)據(jù)庫不完善等不足,因此針對(duì)以上問題采用全局-局部(global-local)模型分析、模型驗(yàn)證與確認(rèn)(VerificationValidation,VV)和模型信息表達(dá)與提取方法這三大虛擬測(cè)試(Virtual Test)核心技術(shù)進(jìn)行復(fù)合材料結(jié)構(gòu)件的自動(dòng)化模塊化分析。本文首先對(duì)全局-局部模型分析、模型驗(yàn)證與確認(rèn)及模型信息表達(dá)與提取的原理和方法進(jìn)行分析,并基于原理、方法以及結(jié)構(gòu)件力學(xué)特性建立了全局-局部虛擬測(cè)試系統(tǒng)總體框架。在全局-局部分析部分,以全局-局部為核心,對(duì)已通過NURBS建模得到的CAD初始設(shè)計(jì)模型進(jìn)行處理。分別構(gòu)造全局-局部的材料和幾何模型:基于NURBS基函數(shù)構(gòu)造自定義單元,對(duì)曲面進(jìn)行結(jié)構(gòu)化面片分割并劃分結(jié)構(gòu)網(wǎng)格;建立等效體積單元,求解纖維體積分?jǐn)?shù)及進(jìn)行宏觀剛度預(yù)測(cè)。對(duì)加筋板有限元模型進(jìn)行屈曲穩(wěn)定性分析,實(shí)現(xiàn)基于材料和幾何的結(jié)構(gòu)件全局-局部自動(dòng)化構(gòu)造及屈曲分析。在模型驗(yàn)證和確認(rèn)部分,將優(yōu)化思想與元模型相結(jié)合,建立加筋板模型驗(yàn)證與確認(rèn)的概念模型、數(shù)值模型以及驗(yàn)證模型,以基于全局近似響應(yīng)面(Response surface method,RSM)的全局逼近函數(shù)作為元模型,建立數(shù)值模型,在滿足載荷要求的前提下,通過設(shè)計(jì)意圖和參數(shù)驗(yàn)證的結(jié)合,實(shí)現(xiàn)基于三級(jí)模型的全局-局部模型驗(yàn)證自動(dòng)化實(shí)現(xiàn)方法的建立。在模型信息表達(dá)與提取部分,本文建立了一種基于特征的復(fù)合材料結(jié)構(gòu)件模型表達(dá)方法和相似性檢索方法來解決模型庫信息不全面導(dǎo)致分析成本高的問題。表達(dá)復(fù)材結(jié)構(gòu)件的行為、結(jié)構(gòu)和功能信息并檢索;針對(duì)模型特征建立相應(yīng)的模型相似性檢索方法,實(shí)現(xiàn)對(duì)信息表達(dá)與提取模型的表達(dá)和檢索。最后,基于對(duì)全局-局部模型分析、模型驗(yàn)證與確認(rèn)及模型信息表達(dá)與提取的研究開發(fā)了復(fù)合材料結(jié)構(gòu)件全局-局部模型虛擬測(cè)試系統(tǒng),對(duì)復(fù)合材料結(jié)構(gòu)件進(jìn)行建模和分析,實(shí)現(xiàn)各功能模塊之間的集成。
【學(xué)位單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：TB33
【部分圖文】：

哈爾濱工業(yè)大學(xué)工程碩士學(xué)位論文筋板等。圖 1-1 為加筋板及常見筋條形式。合材料在飛機(jī)等工程中的實(shí)際應(yīng)用，本文將基于全局-局部的虛過程作為主要研究?jī)?nèi)容。首先利用全局-局部模型分析技術(shù)建立（Isogeometry analysis, IGA）為基礎(chǔ)的復(fù)合材料結(jié)構(gòu)件全局-局方法；其次，研究目標(biāo)及約束參數(shù)與設(shè)計(jì)變量之間的關(guān)系，利技術(shù)建立一種基于 metamodel（元模型）的全局-局部模型驗(yàn)證利用模型信息表達(dá)與提取技術(shù)，建立結(jié)構(gòu)件模型信息表達(dá)和相時(shí)開發(fā)復(fù)合材料結(jié)構(gòu)件全局-局部虛擬測(cè)試系統(tǒng)平臺(tái)，建立完善撐系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)模型分析、模型驗(yàn)證與確認(rèn)以及模型信息表達(dá)與

圖 1-2 多尺度模型分析策略合材料虛擬測(cè)試系統(tǒng)方面的研究也取得了一定進(jìn) CFRP 制件為對(duì)象的 CAD/CAE 一體化導(dǎo)向模板，鍵技術(shù)的系統(tǒng)框架[11]；丁金濤開發(fā)了集成加筋板的系統(tǒng)軟件平臺(tái)，并對(duì)各部分技術(shù)模塊建立相關(guān)等人開發(fā)了以復(fù)材結(jié)構(gòu)件為對(duì)象的通用知識(shí)庫平臺(tái)入，以建立后模型為輸出[13]；周兵等人基于 ETAnk 環(huán)境，開發(fā)了虛擬發(fā)動(dòng)機(jī)車輛閉環(huán)系統(tǒng)，可進(jìn)行外已經(jīng)建立的復(fù)合材料結(jié)構(gòu)件虛擬測(cè)試系統(tǒng)平臺(tái)。

哈爾濱工業(yè)大學(xué)工程碩士學(xué)位論文圖 1-2 多尺度模型分析策略對(duì)復(fù)合材料虛擬測(cè)試系統(tǒng)方面的研究也取得了一定進(jìn)展，幅面 CFRP 制件為對(duì)象的 CAD/CAE 一體化導(dǎo)向模板，并建面關(guān)鍵技術(shù)的系統(tǒng)框架[11]；丁金濤開發(fā)了集成加筋板工程試驗(yàn)的系統(tǒng)軟件平臺(tái)，并對(duì)各部分技術(shù)模塊建立相關(guān)算法義等人開發(fā)了以復(fù)材結(jié)構(gòu)件為對(duì)象的通用知識(shí)庫平臺(tái)，以為輸入，以建立后模型為輸出[13]；周兵等人基于 ETAS Imulink 環(huán)境，開發(fā)了虛擬發(fā)動(dòng)機(jī)車輛閉環(huán)系統(tǒng)，可進(jìn)行故障 為國外已經(jīng)建立的復(fù)合材料結(jié)構(gòu)件虛擬測(cè)試系統(tǒng)平臺(tái)。

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2831345