包括板层堆叠和树脂的复合部件的几何建模的制作方法
【专利摘要】对包括板层堆叠和树脂的复合部件进行建模。所述建模包括在堆叠的表示上进行卷积以便使堆叠的不同板层之间接近平滑斜面。
【专利说明】包括板层堆叠和树脂的复合部件的几何建模
【背景技术】
[0001]因为复合材料具有高强度、高硬度和低重量，所以其很受航空和航天工业的欢迎。可以通过在芯轴上堆叠灌注树脂的碳纤维带或者织物的板层，在板层堆叠上形成气密的外膜，并且固化该堆叠来构造诸如蒙皮或者增强板的复合结构。
[0002]非常期望减少飞机的重量，因为其减少飞机的运行成本。可以根据需要通过使用复合材料来减少复合飞机部件的重量。可以由外板层形成蒙皮。可以使用蒙皮上的垫堆来增加将要安装紧固件或者需要额外的强度的位置的厚度。在诸如复合机身的复杂结构中，蒙皮可以具有以各种程度填补到任意的区域上用于强度或者精确计量的整体额定厚度。
[0003]板层堆叠可以具有台阶状的几何形状。在固化之前，板层堆叠的边缘是锋利的。在固化期间，预注入的树脂流动通过堆叠，形成从一个板层转移至下一个板层的脱离边缘的斜面。诸如机身的复杂结构可以具有成千上万的边缘。
[0004]在飞机工业中，建模复合部件的几何形状是有用处的。可以将几何形状的模型用于确定用于复合部件的材料性能(例如，应力、张力、以及转移)，生成带布置顺序，并且产生自动的NC部件程序。
【发明内容】
[0005]根据本文的实施方式，对包括板层堆叠和树脂的复合部件进行建模。所述建模包括对堆叠的表示进行卷积以便在堆叠的不同板层之间逼近平滑斜面。
[0006]根据本文的另一实施方式，包括被编程以对包括板层堆叠和树脂的复合部件进行建模的计算机的装置。所述建模包括对堆叠的表示进行卷积以便在堆叠的不同板层之间逼近平滑斜面。
[0007]根据本文的另一实施方式，包括被编程有用于使计算机对包括板层堆叠和树脂的复合部件进行建模的数据的非易失性计算机存储器的物品。所述建模包括对堆叠的表示进行卷积以便在堆叠的不同板层之间逼近平滑斜面。
[0008]本公开内容的一方面涉及对包括板层堆叠和树脂的复合部件进行建模的方法。该方法包括使用计算机对堆叠的表示进行卷积以便在堆叠的不同板层之间逼近平滑斜面。
[0009]在一个实例中，方法还包括在卷积之前形成堆叠的表示的轮廓。
[0010]在一个变形中，方法还包括在卷积之后形成堆叠的表示的轮廓。
[0011]在方法的一个替代中，利用按照程序建模的表面形成堆叠的表示的轮廓。
[0012]在方法的另一个实例中，所述表示的顶板层对应堆叠的模塑线板层。
[0013]在方法的另一个变形中，所述表示的顶板层对应堆叠的中间板层。
[0014]在方法的另一个替代中，所述表示标示在堆叠的限定表面上的离散点处的堆叠的厚度。
[0015]在方法的又一个实例中，所述表示标示成千上万的边缘。
[0016]在方法的又一个变形中，利用体积保持的内核进行卷积。
[0017]在方法的又一个替代中，利用B样条卷积内核进行卷积。[0018]在方法的再另一个实例中，结点与内核中心的距离对应于树脂如何从堆叠的边缘流动。
[0019]在方法的再另一个变形中，按照
[0020]
【权利要求】
1.一种对包括板层堆叠(110)和树脂的复合部件进行建模的方法，所述方法包括使用计算机(610)对所述堆叠(110)的表示(130)进行卷积以便在所述堆叠(110)的不同板层之间逼近平滑斜面。
2.根据权利要求1所述的方法，进一步包括在所述卷积之前，形成所述堆叠(110)的所述表示(130)的轮廓。
3.根据权利要求1所述的方法，进一步包括在所述卷积之后形成所述堆叠(110)的所述表示(130)的轮廓。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其中，所述表示(130)的顶板层对应所述堆叠(I 10)的模塑线板层。
5.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其中，所述表示(130)的顶板层对应所述堆叠(I 10)的中间板层。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其中，所述表示(130)标示所述堆叠(110)在所述堆叠(110)的限定表面上的离散点处的厚度。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的方法，其中，利用体积保持的内核进行所述卷积。
8.根据权利要求1至6中任一项所述的方法，其中，利用B样条卷积内核进行所述卷积。
9.根据权利要求8所述的方法，其中，按照
f Z(t I x(),.,,,Xtt)M(x`-l I F0,..,,ym )di 进行所述卷积，其中，Z是定义2D板层堆叠(320)的垂直分量的分段常值函数，且M是由其结点和阶定义的B样条卷积内核。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的方法，进一步包括将所述卷积的结果用于定义针对复合部件的带布置的测地线。
11.根据权利要求1至10中任一项所述的方法，进一步包括将所述卷积的结果用于为所述复合部件开发工具侧表面(520)。
12.根据权利要求1至11中任一项所述的方法，进一步包括将所述卷积的结果用于所述复合部件的平坦构图(530)。
13.—种包括被编程以便对包括板层堆叠(110)和树脂的复合部件进行建模的计算机(610)的装置，所述建模包括对所述堆叠(110)的表示(130)进行样条卷积以便在所述堆叠(110)的不同板层之间逼近平滑斜面。
14.根据权利要求13所述的装置，其中，利用具有表示所述树脂如何从所述堆叠(110)的边缘流动的结点结构的B样条卷积内核进行所述卷积。
15.一种包括被编程有用于使计算机(610)对包括板层堆叠(110)和树脂的复合部件进行建模的数据的非易失性计算机存储器(630)的物品，所述建模包括对所述堆叠(110)的表示(130)上进行样条卷积以便在所述堆叠(110)的不同板层之间逼近平滑斜面。
【文档编号】G06F17/50GK103890764SQ201280051944
【公开日】2014年6月25日 申请日期:2012年9月20日 优先权日:2011年10月23日
【发明者】托马斯·A·格兰丁, 马修·S·帕特森 申请人:波音公司