一种复合材料的力学性能分析方法、装置、设备及介质与流程

本申请涉及复合材料力学分析，具体而言，涉及一种复合材料的力学性能分析方法、装置、设备及介质。

背景技术：

1、复合材料结构具有低密度、高的比强度和比刚度、可设计等特点，其在很多领域越来越广泛的应用，例如，汽车外饰，防护用具等，往往追求刚性高且轻量化的效果。

2、而由于复合材料结构的复杂性和非均匀性，材料本身就可以看作是一种结构，针对复合材料在一些应用上的制造工艺，需要针对其应用部位的结构特点进行力学性能分析。

3、但是，现有的力学性能分析通常采用首层破坏准则和终层破坏准则进行分析，在符合材料越来越复杂的情况下，基于首层和最终层破坏的力学分析方法对复合材料的力学分析的准确性难以保证，导致复合材料产品的制作工艺可靠性低。

技术实现思路

1、有鉴于此，本申请的目的在于提供一种复合材料的力学性能分析方法、装置、设备及介质，能够通过复合材料的等价断面，对复合材料的力学性能进行准确计算，解决现有技术中存在的基于首层和最终层破坏的力学分析方法对复合材料的力学分析的准确性难以保证，导致复合材料产品的制作工艺可靠性低的问题，达到准确计算复合材料的力学性能的效果。

2、第一方面，本申请实施例提供了一种复合材料的力学性能分析方法，所述方法包括：根据复合材料的结构，确定所述复合材料的等价断面；根据所述等价断面的第一板厚、等价断面的第一宽度、复合材料的第二宽度、复合材料的第二板厚，确定所述等价断面的惯性矩；根据所述等价断面的惯性矩、等价断面的第一宽度、复合材料的第二宽度、复合材料的长度、作用在复合材料上的荷重，确定所述复合材料的最大应力；根据所述等价断面的惯性矩、复合材料的长度、作用在复合材料上的荷重和复合材料的弹性模量，确定所述复合材料的挠度。

3、可选地，通过以下公式根据所述等价断面的断面板厚、等价断面的宽度、复合材料的宽度、复合材料的板厚，确定所述等价断面的惯性矩：

4、

5、其中，i表示等价断面的惯性矩，b表示复合材料的宽度，ba′表示等价断面的宽度，t表示复合材料的板厚，ta表示等价断面的断面板厚。

6、可选地，通过以下公式根据所述等价断面的惯性矩、等价断面的第一宽度、复合材料的第二宽度、复合材料的长度、作用在复合材料上的荷重，确定所述复合材料的最大应力：

7、

8、其中，σmax表示复合材料的最大应力，w表示作用在复合材料上的荷重，l表示复合材料的长度，i表示等价断面的惯性矩，t表示复合材料的板厚，ta表示等价断面的断面板厚。

9、可选地，通过以下公式根据所述等价断面的惯性矩、复合材料的长度、作用在复合材料上的荷重和基础材料的弹性模量，确定所述复合材料的挠度：

10、

11、其中，δl/2表示复合材料的挠度，w表示作用在复合材料上的荷重，l表示复合材料的长度，i表示等价断面的惯性矩，e表示基础材料的弹性模量。

12、可选地，所述复合材料包括至少两种材料，其中，通过以下方式确定所述复合材料的等价断面：根据每种材料的弹性模量和和每种材料的宽度，确定每种材料的等价截面宽度；根据每种材料的等价截面宽度，确定所述复合材料的等价断面。

13、可选地，所述方法还包括：在所述至少两种材料中确定出目标材料；其中，通过以下步骤确定每种材料的等价截面宽度的步骤包括：根据每种材料的弹性模量和目标材料的弹性模量之间的比值，确定每种材料的等价比值；根据每种材料的等价比值和每种材料的宽度，确定每种材料的等价截面宽度。

14、第二方面，本申请实施例还提供了一种复合材料的力学性能分析装置，所述装置包括：

15、等价断面确定模块，用于根据复合材料的结构，确定所述复合材料的等价断面；

16、惯性矩确定模块，用于根据所述等价断面的第一板厚、等价断面的第一宽度、复合材料的第二宽度、复合材料的第二板厚，确定所述等价断面的惯性矩；

17、最大应力确定模块，用于根据所述等价断面的惯性矩、等价断面的第一宽度、复合材料的第二宽度、复合材料的长度、作用在复合材料上的荷重，确定所述复合材料的最大应力；

18、挠度确定模块，用于根据所述等价断面的惯性矩、合材料的长度、作用在复合材料上的荷重和复合材料的弹性模量，确定所述复合材料的挠度。

19、可选地，所述复合材料包括至少两种材料，其中，所述等价断面确定模块包括：

20、等价截面宽度确定子模块，用于根据每种材料的弹性模量和和每种材料的宽度，确定每种材料的等价截面宽度；

21、等价断面确定子模块，用于根据每种材料的等价截面宽度，确定所述复合材料的等价断面。

22、第三方面，本申请实施例还提供一种电子设备，包括：处理器、存储器和总线，所述存储器存储有所述处理器可执行的机器可读指令，当电子设备运行时，所述处理器与所述存储器之间通过总线通信，所述机器可读指令被所述处理器执行时执行如上述的复合材料的力学性能分析方法的步骤。

23、第四方面，本申请实施例还提供一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器运行时执行如上述的复合材料的力学性能分析方法的步骤。

24、本申请实施例提供的复合材料的力学性能分析方法、装置、设备及介质，能够通过复合材料的等价断面，对复合材料的力学性能进行准确计算，解决现有技术中存在的基于首层和最终层破坏的力学分析方法对复合材料的力学分析的准确性难以保证，导致复合材料产品的制作工艺可靠性低的问题，达到准确计算复合材料的力学性能的效果。

25、为使本申请的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

技术特征：

1.一种复合材料的力学性能分析方法，其特征在于，所述方法包括：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，通过以下公式根据所述等价断面的断面板厚、等价断面的宽度、复合材料的宽度、复合材料的板厚，确定所述等价断面的惯性矩：

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，通过以下公式根据所述等价断面的惯性矩、等价断面的第一宽度、复合材料的第二宽度、复合材料的长度、作用在复合材料上的荷重，确定所述复合材料的最大应力：

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，通过以下公式根据所述等价断面的惯性矩、复合材料的长度、作用在复合材料上的荷重和基础材料的弹性模量，确定所述复合材料的挠度：

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述复合材料包括至少两种材料，

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

7.一种复合材料的力学性能分析装置，其特征在于，所述装置包括：

8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述复合材料包括至少两种材料，

9.一种电子设备，其特征在于，包括：处理器、存储器和总线，所述存储器存储有所述处理器可执行的机器可读指令，当电子设备运行时，所述处理器与所述存储器之间通过总线通信，所述处理器执行所述机器可读指令，以执行如权利要求1至6任一所述方法的步骤。

10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器运行时执行如权利要求1至6任一所述方法的步骤。

技术总结
本申请提供了一种复合材料的力学性能分析方法、装置、设备及介质，其中，该方法包括：根据复合材料的结构，确定复合材料的等价断面；根据所述等价断面的第一板厚、等价断面的第一宽度、复合材料的第二宽度、复合材料的第二板厚，确定等价断面的惯性矩；根据等价断面的惯性矩、等价断面的第一宽度、复合材料的第二宽度、复合材料的长度、作用在复合材料上的荷重，确定所述复合材料的最大应力；根据所述等价断面的惯性矩、复合材料的长度、作用在复合材料上的荷重和复合材料的弹性模量，确定所述复合材料的挠度。解决现有技术中存在的对复合材料的力学分析的准确性难以保证，导致复合材料产品的制作工艺可靠性低的问题，达到准确计算复合材料的力学性能的效果。

技术研发人员：肖波
受保护的技术使用者：无锡车联天下信息技术有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15