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一种带沟槽的复合材料管的优化设计方法

  • 申请号:CN201510724657.7 申请公布号: CN105260560B
  • 申请日: 2015-10-29 申请公布日: 2019-07-19
  • 申请(专利权)人:余姚中国塑料城塑料研究院有限公司 专利代理机构: 余姚德盛专利代理事务所(普通合伙)
  • 分类号:G06F17/50

专利介绍

本发明公开了一种带沟槽的复合材料管的优化设计方法,包括:选定复合材料管的壁厚,建立该复合材料管三维实体模型;通过ANSYS软件对复合材料管三维实体模型进行网格划分,生成有限元模型;设置复合材料管模型的材料参数、施加边界条件与力载荷;通过ANSYS软件对生成的有限元模型进行有限元计算,生成复合材料管的总变形分布图;根据复合材料管的总变形分布图校核其刚度,判断复合材料管厚度的合理性。本发明利用Solidworks软件建立复合材料管的三维实体模型,利用ANSYS软件将建立的复合材料管三维实体模型生成有限元模型,并完成对复合材料管的壁厚、铺层角度和方式准确分析和设计。1.一种带沟槽的复合材料管的优化设计方法,其特征在于,所述方法包括:步骤S1,选定复合材料管的壁厚,建立该复合材料管三维实体模型;步骤S2,通过ANSYS软件对复合材料管三维实体模型进行网格划分,生成有限元模型;步骤S3,设置复合材料管模型的材料参数、施加边界条件与力载荷;步骤S4,通过ANSYS软件对生成的有限元模型进行有限元计算,生成复合材料管的总变形分布图;步骤S5,根据复合材料管的总变形分布图校核其刚度,判断复合材料管厚度的合理性;所述步骤S2包括:通过ANSYS软件设定复合材料管三维实体模型的单元类型、网格形状和单元阶次,并确定其网格尺寸,以壁厚与缠绕角为重要几何参数,对复合材料管三维实体模型进行自动分网,生成有限元模型;所述复合材料管三维实体模型中复合材料层网格划分使用ANSYS软件,该单元每个节点有三个自由度;ANSYS软件中有solid46和solid191两种层合实体单元可供选择,由于solid46单元为8节点,solid191单元为20节点;所述施加边界条件与力载荷满足:在复合材料管模型上取三个约束位置,将每个约束位置与坐标原点的距离定义成变量,分别为cons1、cons2、cons3,并将模型外表面处于(cons1,cons1+20)、(cons2,cons2+20)、(cons3,cons3+20)三个区间内节点的Ux、Uy、Uz约束住;将复合材料管模型两端水平固定在支架上,在两支座中间位置对管体悬挂100kg重物,管体的挠度不大于1.5mm。