本发明涉及异质材料连接结构设计领域，具体涉及一种异质材料连接结构设计方法。
背景技术：
目前很多针对异质材料连接结构的分析设计过程中，基本步骤包括：特征提取、三维建模、数值计算，结果分析。但在特征提取和三维建模这一系列步骤中，大多通过人工建模实现，效率低下且准确性差。如何保证数值模型的准确性、提高分析效率，是进行异质材料连接结构参数优化设计的重要前提，也是目前亟需解决的难题。
技术实现要素：
为解决上述问题，本发明提供了一种异质材料连接结构设计方法，保证了参数优化设计的准确性。
为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：
一种异质材料连接结构设计方法，包括以下步骤：
s1、根据异质连接结构特点，对结构进行简化处理；
s2、提取连接区关键参数，进行参数化建模，并建立连接结构整体三维模型；
s3、对整体三维模型进行网格划分、赋予材料属性、设置接触属性、定义边界条件等，并进行数值仿真计算；
s4、对数值仿真计算结果进行分析，并与试验结果进行对比；若结果一致，则进行后续的参数化分析；若不一致，则修正相应的数值模型参数，对有限元模型进行优化调整，并再次进行数值计算，直至数值计算结果与试验结果相匹配；
s5、对步骤s4中最终得到的数值模型进行参数化分析，总结各参数对异质材料连接结构承载性能的影响规律，并对异质连接结构进行参数优化设计。
进一步地，步骤s1中，简化处理的原则为：保留连接区的基本几何特征和接触属性。
进一步地，步骤s2中，连接区关键参数包括突起的几何尺寸，各突起之间的横向间隔和金属底座高。
进一步地，步骤s4中，所述的结果一致是指数值仿真计算结果与试验结果在连接结构强度、损伤扩展过程及最终破坏模式等方面均保持一致。
进一步地，步骤s5中，所述的承载性能包括强度性能、断裂韧性、疲劳性能等。
本发明具有以下有益效果：
在对异质材料连接结构进行简化后，通过参数化建模提高了建模效率，避免了人工建模可能出现的问题，通过实验与数值仿真的结果对比，验证了数值模型的准确性，进而保证了参数优化设计的准确性。
附图说明
图1为异质材料连接结构设计方法流程图。
图2为matlabgui操作界面图。
图3为abaqustm前处理端生成的单胞模型示意图。
图4为异质材料连接结构简化后数值模型图。
图中：1、金属材料；2、复合材料；3、搭接界面。
图5为数值计算结果与试验对比图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明的保护范围。
如图1-图5所示，本发明提供了一种异质材料连接结构的设计方法，具体流程包括以下步骤，
s1、针对金属-复合材料毛化连接结构的特点，采用abaqus/cae对结构进行简化处理，将连接区简化为金属部件、内聚力单元以及复合材料部件三种材料的有序搭接；
s2、基于matlabgui提取连接区关键参数，包括毛刺齿密度、齿高、齿型、间隔、排布位置等主要参数，如图2所示，进行参数化建模，并将坐标点传递给python脚本，生成不同类型的毛刺齿单胞，如图3所示；
根据毛化连接结构的不同需求，将单胞按指定方向和顺序排列，装配成毛化连接结构整体三维模型，如图4所示。
s3、基于abaqus/standard以及abaqus/explicit对毛化连接结构三维模型进行网格划分、赋予材料属性、设置接触属性、定义边界条件等，并进行数值仿真计算；
s4、基于abaqus/standard以及abaqus/explicit对数值计算结果进行分析，并与试验结果进行对比。若结果一致，则进行后续的参数化分析；若不一致，则修正相应的数值模型参数，对有限元模型进行优化调整，并再次进行数值计算，直至数值计算结果与试验结果相匹配，其中结果一致指连接结构在强度、损伤扩展过程及最终破坏模式等方面均保持一致，如图5所示；
s5、基于abaqus/visualization对步骤s4中最终得到的数值模型进行参数化分析，总结各参数对异质材料连接结构承载性能的影响规律，并对异质连接结构进行参数优化设计。
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改，这并不影响本发明的实质内容。在不冲突的情况下，本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。
1.一种异质材料连接结构设计方法，其特征在于：包括以下步骤：
s1、根据异质连接结构特点，对结构进行简化处理；
s2、提取连接区关键参数，进行参数化建模，并建立连接结构整体三维模型；
s3、对整体三维模型进行网格划分、赋予材料属性、设置接触属性、定义边界条件，并进行数值仿真计算；
s4、对数值仿真计算结果进行分析，并与试验结果进行对比；若结果一致，则进行后续的参数化分析；若不一致，则修正相应的数值模型参数，对有限元模型进行优化调整，并再次进行数值计算，直至数值计算结果与试验结果相匹配；
s5、对步骤s4中最终得到的数值模型进行参数化分析，总结各参数对异质材料连接结构承载性能的影响规律，并对异质连接结构进行参数优化设计。
2.根据权利要求1所述的异质材料连接结构设计方法，其特征在于：步骤s1中，简化处理的原则为：保留连接区的基本几何特征和接触属性。
3.根据权利要求1所述的异质材料连接结构设计方法，其特征在于：步骤s2中，连接区关键参数包括突起的几何尺寸，各突起之间的横向间隔和金属底座高。
4.根据权利要求1所述的异质材料连接结构设计方法，其特征在于：步骤s4中，所述的结果一致是指数值仿真计算结果与试验结果在连接结构强度、损伤扩展过程及最终破坏模式方面均保持一致。
5.根据权利要求1所述的异质材料连接结构设计方法，其特征在于：步骤s5中，所述的承载性能包括强度性能、断裂韧性、疲劳性能。
技术总结