【技术实现步骤摘要】
本公开一般地涉及复合层压零件的制作，并且更具体地涉及一种在零件形成期间预测层片起皱的方法。本公开也涉及一种基于使用代理模型的起皱预测来设计和制作该零件的方法。
技术介绍
1、大型复合层压零件的生产有时是由一堆复合层片形成期望的零件形状。用于形成零件的工具通常含有整体和局部的曲率、层片斜面和凸缘角，以及各种其他可引起局部应变的特征，在堆料形成形状时该应变导致不期望的层片起皱。解决层片起皱问题的一种方法要求零件完全地设计、审查、制造和测试，以确定零件的特定几何特征是否会引起超出允许公差的层片起皱。在另一种方法中，实施实验的全因子设计以确定几何特征如何相互作用以引起层片起皱，然而这种方法因其要求大量的设计/建立/分析周期，所以成本高昂。在还另一种方法中，零件的普遍设计规则基于假定最坏应变情况的认知形成敏感度编写，通常导致零件被过度设计并因此比期望的成本更高和/或更重。
2、因此，期望提供一种更有效的设计复合层压零件的方法，该方法在完全集成的设计完成之前，在设计过程早期，识别对零件可制造性有不利影响的零件设计特征。
技术实现思路
1、本公开一般地涉及设计和制造复合层压零件，并且更具体地涉及一种在零件形成期间减少或消除层片起皱的零件设计方法。该方法允许在设计过程早期，在完全集成的模型完成之前，对零件特征进行调整。在这个早期设计阶段期间，评估零件配置以预测层片起皱。零件配置的层片起皱是通过进行零件的参数模型的测地线应变分析以识别引起应力集中的零件特征来预测的，应力集中可导致层片起皱
2、该参数化是从零件特征到代表性零件几何学的映射，其允许在零件形状上运行模拟doe(实验设计(design of experiments))。测地线应变然后可拟合为代理模型，其将零件特征与测地线应变相关联。这个拟合问题的输出是模型，其允许设计者评估翼梁特征的任何集合的测地线应变，而不需要建立cad模型。因此，该代理模型用于多翼梁设计测地线应变的预测。通过允许以这种方式对设计特征的早期评估，该设计可在cad(计算机辅助设计(computer aideddesign))环境之外轻松地调整以减少或避免应力集中，从而消除长设计迭代或对迭代的制造试验的需要和错误。在一个实例中，该方法基于使用表格设计特征几何学的零件的参数模型，进行测地线应变分析。在另一个实例中，该方法基于使用机器学习模型的cad几何学计算测地线应变。
3、根据一个方面，提供了一种设计具有减少层片起皱的复合层压零件的方法。该方法包含生成零件的多个几何模型，并且进行每个几何模型的测地线应变分析。该应变分析导致生成每个几何模型的应变数据。该方法进一步包括生成代理模型，其将几何模型与应变数据相关联。该代理模型用于设计具有最小化应变的零件。
4、根据还另一个方面，提供了一种设计具有减少层片起皱的复合层压翼梁的方法。该方法包含产生翼梁的多个参数模型，并且进行每个参数模型的测地线应变分析。该应变分析导致生成每个参数模型的一组应变数据。通过将应变数据拟合至参数模型，生成代理模型。该代理模型用于迭代地修改翼梁的设计，直到翼梁上的应变大幅减小。
5、根据还进一步方面，提供了一种产生用于设计具有减少层片起皱的复合层压零件的代理模型。该方法包含生成零件的多个几何模型，并且进行每个几何模型的测地线应变分析。该应变分析生成每个几何模型的应变数据。每个几何模型拟合至应变数据，导致可用于迭代地修改翼梁设计直到翼梁上的应变最小化的代理模型。
6、本公开的各种实例中的特征、功能和优点可独立地实现，或还可结合其他实例，其中参考以下描述和附图可明白进一步的细节。
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1.一种设计具有减少层片起皱的复合层压零件(30)的方法，其包含：
2.根据权利要求1所述的方法，其中生成多个几何模型(62)包括产生所述零件(30)的参数模型(62)，其允许修改所述零件(30)的特征。
3.根据权利要求2所述的方法，其中产生所述参数模型(62)包括生成多个表格(54)，每个表格含有代表所述零件(30)的几何特征(62)值的数据(56)。
4.根据权利要求3所述的方法，其中生成所述表格(54)包括选择造成层片起皱的所述零件的几何特征(62)。
5.根据权利要求1所述的方法，其中生成所述代理模型(50,72)包括将所述几何模型(62)用所述应变数据(g)拟合。
6.根据权利要求1所述的方法，其中使用所述代理模型(50,72)包括迭代(84)修改所述零件(30)的设计，直到所述应变最小化。
7.根据权利要求1所述的方法，其中进行所述测地线应变分析(66)和生成所述代理模型(50,72)使用程序化计算机(88)进行。
8.根据权利要求1所述的方法，进一步包含生成所述零件的3D展示，其显
9.根据权利要求1所述的方法，其中生成零件的多个几何模型(62)包括生成所述零件(30)的CAD模型(70)，以及修改所述CAD模型(70)。
10.一种设计具有减少层片起皱的复合层压翼梁(30)的方法，其包含：
11.根据权利要求10所述的方法，其中产生多个参数模型(62)包括选择可影响应变的所述翼梁的几何特征，并且为每个所述几何特征指派值(56)。
12.根据权利要求11所述的方法，其中产生所述多个参数模型(62)包括在表格(54)中为每个所述几何特征安排所述几何特征和所述值(56)，并且将表格(54)转换成可被电子修改的参数模型(62)。
13.根据权利要求10所述的方法，进一步包含产生代表翼梁(30)的设计的3D展示，包括显示所述翼梁(30)上压力集中(65)的区域。
14.根据权利要求10所述的方法，其中产生翼梁(30)的多个参数模型(62)包括提供所述翼梁(30)的CAD模型(70)以及修改所述CAD模型(70)。
15.一种产生用于设计具有减少层片起皱的复合层压零件(30)的代理模型(50,72)的方法，其包含：
16.根据权利要求15所述的方法，其中生成多个几何模型(62)包括生成限定所述零件(30)的几何特征的参数模型(62)。
17.根据权利要求16所述的方法，其中生成所述参数模型(62)包括选择可导致所述零件(30)中压力集中(65)的所述零件(30)的几何特征，并且为每个所述几何特征指派值(56)。
18.根据权利要求17所述的方法，其中生成所述参数模型(62)包括将所述几何特征和所述值(56)安排在表格(54)里，其中每个所述几何特征指派多个值(56)。
19.根据权利要求15所述的方法，其中生成多个几何模型包括提供所述零件(30)的CAD模型(70)以及修改所述CAD模型(70)。
20.根据权利要求15所述的方法，进一步包含生成每个所述几何模型(62)的3D展示，其显示由所述几何模型(62)的所述测地线应变分析(66)导致的应力集中(65)。
...【技术特征摘要】
1.一种设计具有减少层片起皱的复合层压零件(30)的方法，其包含：
2.根据权利要求1所述的方法，其中生成多个几何模型(62)包括产生所述零件(30)的参数模型(62)，其允许修改所述零件(30)的特征。
3.根据权利要求2所述的方法，其中产生所述参数模型(62)包括生成多个表格(54)，每个表格含有代表所述零件(30)的几何特征(62)值的数据(56)。
4.根据权利要求3所述的方法，其中生成所述表格(54)包括选择造成层片起皱的所述零件的几何特征(62)。
5.根据权利要求1所述的方法，其中生成所述代理模型(50,72)包括将所述几何模型(62)用所述应变数据(g)拟合。
6.根据权利要求1所述的方法，其中使用所述代理模型(50,72)包括迭代(84)修改所述零件(30)的设计，直到所述应变最小化。
7.根据权利要求1所述的方法，其中进行所述测地线应变分析(66)和生成所述代理模型(50,72)使用程序化计算机(88)进行。
8.根据权利要求1所述的方法，进一步包含生成所述零件的3d展示，其显示应力集中(65)的区域。
9.根据权利要求1所述的方法，其中生成零件的多个几何模型(62)包括生成所述零件(30)的cad模型(70)，以及修改所述cad模型(70)。
10.一种设计具有减少层片起皱的复合层压翼梁(30)的方法，其包含：
11.根据权利要求10所述的方法，其中产生多个参数模型(62)包括选择可影响应变的所述翼梁的几何特征，并且为每个所述几何特征指派值(56)。
12.根...
【专利技术属性】
技术研发人员：C·R·勒舍，T·温弗里，M·C·哈特，
申请(专利权)人：波音公司，
类型：发明
国别省市：
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