浙江大学何汝明获国家专利权
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龙图腾网获悉浙江大学申请的专利复杂曲面复材双阶段铺放路径规划集成优化方法获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN120145782B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-08-08发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202510622919.2,技术领域涉及:G06F30/23;该发明授权复杂曲面复材双阶段铺放路径规划集成优化方法是由何汝明;刘宇驰;王晗设计研发完成,并于2025-05-15向国家知识产权局提交的专利申请。
本复杂曲面复材双阶段铺放路径规划集成优化方法在说明书摘要公布了:本发明公开了一种复杂曲面复材双阶段铺放路径规划集成优化方法,属于复合材料自动铺放成型技术领域。该方法具体如下:1)建立初始铺层设计模型;2)基于确定的铺放材料,对初始铺层设计模型进行铺放适宜性分析;3)对适宜铺放的铺层设计模型的铺放曲面结构进行区域划分,确定每个路径规划区域的铺放工艺参数;4)在每个路径规划区域中,采用多约束初始铺放路径生成方法生成初始铺放路径;5)采用多约束优化的路径密化法,生成偏置铺放路径;6)完成每一个铺层中所有路径规划区域的铺放路径规划。本发明通过优化初始路径和偏置路径的生成方法,解决自动铺放过程中铺放工艺约束相互制约的问题,提供更准确高效的自动铺放路径规划方法。
本发明授权复杂曲面复材双阶段铺放路径规划集成优化方法在权利要求书中公布了:1.一种复杂曲面复材双阶段铺放路径规划集成优化方法,其特征在于,具体步骤如下: S1:建立复杂曲面复材构件的初始铺层设计模型; S2:基于确定的铺放材料,对步骤S1中所述初始铺层设计模型进行铺放适宜性分析,获得适宜铺放的铺层设计模型; S3:对所述适宜铺放的铺层设计模型的铺放曲面结构进行区域划分,得到若干路径规划区域,确定每个路径规划区域的铺放工艺参数; S4:在每个路径规划区域中,基于铺层设计参数中的铺层角度、铺层角度偏差以及铺放工艺参数中的预浸料丝束最小转弯半径,采用多约束初始铺放路径生成方法,生成每个路径规划区域的初始铺放路径; S5:将步骤S4确定的初始铺放路径作为基准,通过多约束优化的路径密化法,生成偏置铺放路径;将初始铺放路径或偏置铺放路径作为基准,再通过多约束优化的路径密化法,生成其他偏置铺放路径,直至铺放路径覆盖每个路径规划区域;完成该路径规划区域的铺放路径规划; S6:重复步骤S4和S5,完成每一个铺层中所有路径规划区域的铺放路径规划; S7:利用等距偏移技术,基于已规划的铺放路径规划所有的预浸料丝束铺放路径; 步骤S4中所述初始铺放路径生成方法具体如下: S41:选定该路径规划区域的起始路径点,根据铺层设计参数中的铺层角度和以及路径生成步长,采用固定角度法生成第二个路径点;其中路径生成步长根据铺放曲面结构的方向曲率分布确定; S42:以当前路径点的测地曲率半径不小于该铺放材料的预浸料丝束最小转弯半径以及下一个路径点位于铺放曲面结构上为约束条件,以当前路径点处铺层角度偏差最小为优化目标,采用二次规划法生成下一个路径点; S43:重复步骤S42直至到达该路径规划区域的边界,得到该路径规划区域的初始路径点集;基于该初始路径点集拟合曲线,得到该路径规划区域的初始铺放路径; 步骤S5中所述偏置铺放路径生成方法具体如下: S51:离散所述初始铺放路径,得到若干离散路径点;将该路径规划区域的预浸料丝束宽度和单路预浸料丝束数量相乘计算得到路径偏置基准距离; S52:基于离散路径点,以当前偏置路径点的测地曲率半径不小于该铺放材料的预浸料丝束最小转弯半径、下一个偏置路径点的实际路径偏置距离不低于路径偏置基准距离且不高于路径偏置基准距离与最大带间隙宽度之和、下一个偏置路径点位于铺放曲面结构上为约束条件,以当前偏置路径点处铺层角度偏差最小为优化目标,求解下一个偏置路径点; S53:重复步骤S52,直至完成每一个离散路径点的偏置路径点求解;判断最后一个偏置路径点是否到达路径规划区域边界;若最后一个偏置路径点不在路径规划区域边界上,则采用边界处理优化生成下一个偏置路径点,直至最后一个偏置路径点位于路径规划区域边界上;基于所有偏置路径点拟合曲线,得到偏置铺放路径; S54:将所述初始铺放路径或偏置铺放路径作为基准路径,重复步骤S52和S53,直至该路径规划区域完成满铺覆目标。
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