(19)国家知识产权局 (12)发明 专利 (10)授权公告 号 (45)授权公告日 (21)申请 号 202210645363.5 (22)申请日 2022.06.09 (65)同一申请的已公布的文献号 申请公布号 CN 114722509 A (43)申请公布日 2022.07.08 (73)专利权人 华中科技大 学 地址 430000 湖北省武汉市洪山区珞喻路 1037号 (72)发明人 周奇　林泉　金朋　黄旭丰　 吴金红　胡杰翔　刘华坪　王胜一　 郑建国　夏凉　 (74)专利代理 机构 武汉红观 专利代理事务所 (普通合伙) 42247 专利代理师 陈凯 (51)Int.Cl. G06F 30/15(2020.01) G06F 30/23(2020.01) G06F 30/27(2020.01) G06N 3/12(2006.01) G06F 113/26(2020.01)G06F 119/14(2020.01) (56)对比文件 CN 110728081 A,2020.01.24 CN 105335582 A,2016.02.17 CN 105005672 A,2015.10.28 CN 113987689 A,202 2.01.28 CN 10725 6320 A,2017.10.17 CN 10469 9900 A,2015.0 6.10 US 20172 25768 A1,2017.08.10 US 20172 28494 A1,2017.08.10 WO 202021 1012 A1,2020.10.2 2 CN 104229155 A,2014.12.24 CN 108009323 A,2018.0 5.08 CN 113868761 A,2021.12.31 US 2010051167 A1,2010.0 3.04 金朋等.基 于稳定性约束复合材 料加筋板结 构优化设计. 《机 械科学与技术》 .2011,第30卷 (第7期), (续) 审查员 喻天君 (54)发明名称 基于纤维连续性模型的锥形加筋舱铺层顺 序优化方法 (57)摘要 本发明提供了基于纤维连续性模型的锥形 加筋舱铺层顺序优化方法， 包括如下步骤： S1： 获 取待优化的复合材料锥形加筋舱铺层的设计变 量、 设计空间以及待优化的性能指标； S2： 构建基 于区域序列的纤维连续性模型； S3： 根据构建的 基于区域序列的纤维连续性模型， 建立复合材料 锥形加筋舱铺层有限元模型； S4： 根据复合材料 锥形加筋舱铺层有限元模型， 通过有限元分析得 到复合材料锥形加筋舱铺层质量； S5： 建立优化 模型， 并采用遗传算法对所述优化模型进行求 解； S6： 通过复合材料锥形加筋舱的起竖工况和 轴压工况进行有限元分析， 对优化结果进行验证。 [转续页] 权利要求书2页 说明书8页 附图7页 CN 114722509 B 2022.09.09 CN 114722509 B (56)对比文件 金亮等.基 于丢层序列和区域序列的复合材 料层合结构纤维连续 性优化模型. 《中国力学 大 会-2017暨庆祝中国力学 学会成立6 0周年大会论 文集 （A） 》 .2017, 金朋等.基 于整数编码并行遗传算法的复合 材料螺旋桨结构优化设计. 《机 械强度》 .2012,第 34卷(第2期), P. Jin,X. Zho ng,J. Yang andZ. Sun.Blendi ng design of composite panels with lami nation parameters. 《The Aeronautical Journal》 .2016,第120卷(第123 3 期), Liu B， Haftka R T， Akgun M A.Tw o-level composite w ing structural optimizati on using respo nse surfaces. 《Structure Multidiscipl inary Optimizati on》 .2000, K. Sathyanarayana等.Aircraft Composite Sk in Stacking Sequence Generati on using Genetic Algorithm s. 《Vehicle Structures & System s》 .doi: 10.4273/ijvss.4.3.04,2012,第4卷(第3期), Zijian Zhang, Xiaopi ng Ma, Peng Jin.Optimal design of tapered composite structures w ith a dynamic boundary subset blending model. 《Proce edings of the Instituti on of Mec hanical Engi neers, Part G: Journal of Aerospace Engi neering》 .2021,第23 5卷(第14期),2/2 页 2[接上页] CN 114722509 B1.基于纤维连续 性模型的锥形加筋舱铺 层顺序优化方法， 其特 征在于： 包括如下步骤： S1： 获取待优化的复合材料锥形加筋舱铺层的设计变量、 设计空间以及待优化的性能 指标； 设计变量包括形成锥形加筋舱铺层的蒙皮铺层和筋条截面尺寸； 设计空间即为设计 变量的变化范围所组成的空间； 待优化的性能指标为复合材 料锥形加强筋铺 层的质量； S2： 构建基于区域序列的纤维连续 性模型； S3： 根据构建的基于区域序列的纤维连续性模型， 建立复合材料锥形加筋舱铺层有限 元模型； S4： 根据复合材料锥形加筋舱铺层有限元模型， 通过有限元分析得到复合材料锥形加 筋舱铺层质量； S5： 建立优化模型， 并采用遗传算法对所述优化模型进行求 解； S6： 通过复合材料锥形加筋舱的起竖工况和轴压工况进行有限元分析， 对优化结果进 行验证； 步骤S2中所述构建基于区域序列的纤维连续性模型， 是在经典向导式连续模型的基础 上增加了铺层角度序列和铺层区域长度序列， 通过铺层角度序列和铺层区域长度序列对复 合材料的层合板进行定义： ； 其中 表示 层合板的铺层角度序列； 表示铺层区域长度序列； 每个组合对应了各个单 层铺设的区域， 表示层合板第一个单层以 角度铺设了 个区域； 竖线右侧 表示每个铺层对应的铺设区域的数量； 步骤S4中所述通过有限元分析得到复合材料锥形加 筋舱铺层质量， 是指通过静力分析 和屈曲分析； 其中静力分析包括计算复合材料锥形加筋 舱铺层有限元模型的质量和最大应 变， 屈曲分析包括计算屈曲因子； 步骤S5中所述建立优化模型， 并采用遗传算法对所述优化模型进行求解， 是建立如下 优化模型： ； ； ； 其中 为模型质量； 为对复合材料 锥形加筋舱铺层有限元模型进行单元简化后的单元最大应变； 为许用应变； 为屈曲因 子； 为获取模型质量取值 最小情形； 采用遗传算法对 优化模型进行求 解的步骤 包括： S501： 对设计 变量进行编码； S502： 确定适应度函数； S503： 根据设计变量和设计空间生成初始种群， 所述初始种群中的个体表示一种可能 的复合材 料锥形加筋舱铺 层设计； S504： 解码操作， 计算初始化种群所对应的待优化性能指标大小， 并计算相应的适应度 函数值； S505： 通过同时选用选择算子、 交叉算子及变异算子生成新的种群， 并计算相应的适应 度函数值； S506： 设置优化迭代终止条件， 判断当前优化是否满足终止条件， 若是， 则输出获得的权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 114722509 B 3