用于提升航空复合材料性能的工艺优化方法及系统

技术领域

本发明涉及数据处理相关技术领域，具体涉及用于提升航空复合材料性能的工艺优化方法及系统。

背景技术

航空复合材料在航空领域中应用广泛，相比传统的金属材料具有更高的强度、更轻的重量、更好的抗腐蚀性和疲劳性能。已知的，复合材料通常由多层叠加而成，通过合理设计叠层结构，可以在不同方向上获得更好的性能，如强度、刚度和耐久性，但受限于材料本身的组成和结构，在进行工艺优化过程中可能会引入额外的内部应力或导致材料损伤，从而降低复合材料的可靠性和寿命。

综上所述，现有技术中存在受限于航空复合材料本身的组成和结构，在提升材料性能的过程，无法保证航空复合材料的可靠性的技术问题。

发明内容

本申请通过提供了用于提升航空复合材料性能的工艺优化方法及系统，旨在解决现有技术中的受限于航空复合材料本身的组成和结构，在提升材料性能的过程，无法保证航空复合材料的可靠性的技术问题。

鉴于上述问题，本申请提供了用于提升航空复合材料性能的工艺优化方法及系统。

本申请公开的第一个方面，提供了用于提升航空复合材料性能的工艺优化方法，其中，所述方法包括：连通航空复合材料采购终端，接收航空复合材料的性能需求信息，所述性能需求信息包括强度和刚度需求信息、轻质需求信息；通过BCC微点阵结构对航空复合样品进行压缩应力应变模拟，生成静动态载荷下的压缩应力应变曲线，所述压缩应力应变曲线包括线弹性阶段、平台阶段、密实化阶段；基于所述压缩应力应变曲线，对所述航空复合样品的进行晶间破坏仿真模拟，设置静动态载荷晶间断裂力学响应模拟器；将所述性能需求信息作为约束信息，基于所述静动态载荷晶间断裂力学响应模拟器，利用双相强化机制和BCC微点阵结构，进行水平方向的抗压比强度、刚度和能量吸收的力学响应模拟，获取水平方向仿真测试结果；将所述性能需求信息作为约束信息，基于所述静动态载荷晶间断裂力学响应模拟器，利用双相强化机制和BCC微点阵结构，进行纵向方向的抗压比强度、刚度和能量吸收的力学响应模拟，获取纵向方向仿真测试结果；通过所述水平方向仿真测试结果、所述纵向方向仿真测试结果进行定向优化，在优化完成后得到满足所述性能需求信息的轻量化点阵复合材料结构。

本申请公开的另一个方面，提供了用于提升航空复合材料性能的工艺优化系统，其中，所述系统包括：信息接收模块，用于连通航空复合材料采购终端，接收航空复合材料的性能需求信息，所述性能需求信息包括强度和刚度需求信息、轻质需求信息；应力应变模拟模块，用于通过BCC微点阵结构对航空复合样品进行压缩应力应变模拟，生成静动态载荷下的压缩应力应变曲线，所述压缩应力应变曲线包括线弹性阶段、平台阶段、密实化阶段；仿真模拟模块，用于基于所述压缩应力应变曲线，对所述航空复合样品的进行晶间破坏仿真模拟，设置静动态载荷晶间断裂力学响应模拟器；第一力学响应模拟模块，用于将所述性能需求信息作为约束信息，基于所述静动态载荷晶间断裂力学响应模拟器，利用双相强化机制和BCC微点阵结构，进行水平方向的抗压比强度、刚度和能量吸收的力学响应模拟，获取水平方向仿真测试结果；第二力学响应模拟模块，用于将所述性能需求信息作为约束信息，基于所述静动态载荷晶间断裂力学响应模拟器，利用双相强化机制和BCC微点阵结构，进行纵向方向的抗压比强度、刚度和能量吸收的力学响应模拟，获取纵向方向仿真测试结果；定向优化模块，用于通过所述水平方向仿真测试结果、所述纵向方向仿真测试结果进行定向优化，在优化完成后得到满足所述性能需求信息的轻量化点阵复合材料结构。

本申请中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：

由于采用了连通航空复合材料采购终端，接收航空复合材料的性能需求信息，性能需求信息包括强度和刚度需求信息、轻质需求信息；通过BCC微点阵结构对航空复合样品进行压缩应力应变模拟，生成静动态载荷下的压缩应力应变曲线，压缩应力应变曲线包括线弹性阶段、平台阶段、密实化阶段；基于压缩应力应变曲线，对航空复合样品的进行晶间破坏仿真模拟，设置静动态载荷晶间断裂力学响应模拟器；将性能需求信息作为约束信息，基于静动态载荷晶间断裂力学响应模拟器，利用双相强化机制和BCC微点阵结构，进行水平方向的抗压比强度、刚度和能量吸收的力学响应模拟，获取水平方向仿真测试结果；将性能需求信息作为约束信息，基于静动态载荷晶间断裂力学响应模拟器，利用双相强化机制和BCC微点阵结构，进行纵向方向的抗压比强度、刚度和能量吸收的力学响应模拟，获取纵向方向仿真测试结果；通过水平方向仿真测试结果、纵向方向仿真测试结果进行定向优化，在优化完成后得到满足性能需求信息的轻量化点阵复合材料结构，实现了双相强化机制和BCC微点阵结构的应用可以增加材料的强度，使材料在受力时更加坚固，提高材料的承载能力和可靠性，从而更全面、高效地优化航空复合材料的性能，并满足不断发展的航空材料需求的技术效果。

上述说明仅是本申请技术方案的概述，为了能够更清楚了解本申请的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本申请的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本申请的具体实施方式。

附图说明

图1为本申请实施例提供了用于提升航空复合材料性能的工艺优化方法流程示意图；

图2为本申请实施例提供了用于提升航空复合材料性能的工艺优化方法中得到压缩应力应变曲线流程示意图；

图3为本申请实施例提供了用于提升航空复合材料性能的工艺优化系统结构示意图。

附图标记说明：信息接收模块100，应力应变模拟模块200，仿真模拟模块300，第一力学响应模拟模块400，第二力学响应模拟模块500，定向优化模块600。

具体实施方式

本申请实施例提供了用于提升航空复合材料性能的工艺优化方法及系统，解决了受限于航空复合材料本身的组成和结构，在提升材料性能的过程，无法保证航空复合材料的可靠性的技术问题，实现了双相强化机制和BCC微点阵结构的应用可以增加材料的强度，使材料在受力时更加坚固，提高材料的承载能力和可靠性，从而更全面、高效地优化航空复合材料的性能，并满足不断发展的航空材料需求的技术效果。

在介绍了本申请基本原理后，下面将结合说明书附图来具体介绍本申请的各种非限制性的实施方式。

实施例一

如图1所示，本申请实施例提供了用于提升航空复合材料性能的工艺优化方法，其中，所述方法包括：

Step 1：连通航空复合材料采购终端，接收航空复合材料的性能需求信息，所述性能需求信息包括强度和刚度需求信息、轻质需求信息；

在一种可实施的方式中，所述航空复合材料是一种由不同材料（通常是纤维增强材料和树脂基体）组合而成的复合材料；所述强度和刚度需求信息是指航空复合材料在使用时必须满足的强度和刚度性能指标，其中，强度通常指材料抵抗外部应力的能力，刚度则指材料对应变的抵抗能力；所述轻质需求信息是指要求航空复合材料具有较低的密度，即轻质化，以确保整体飞行器重量减轻；连通航空复合材料采购终端，从所述航空复合材料采购终端接收航空复合样品的性能需求信息，为保证航空复合样品性能的提升方向与需求相一致；

Step 2：通过BCC微点阵结构对航空复合样品进行压缩应力应变模拟，生成静动态载荷下的压缩应力应变曲线，所述压缩应力应变曲线包括线弹性阶段、平台阶段、密实化阶段；

如图2所示，所述压缩应力应变曲线包括线弹性阶段、平台阶段、密实化阶段，Step2还包括：

在静动态载荷下，所述航空复合样品的BCC微点阵结构发生弹性变形，得到压缩应力应变曲线的线弹性阶段；

在静动态载荷下，所述航空复合样品的BCC微点阵结构吸收能量，得到压缩应力应变曲线的平台阶段；

在静动态载荷下，所述航空复合样品的BCC微点阵结构完全破坏，得到压缩应力应变曲线的密实化阶段。

在一种可实施的方式中，静动态载荷下的压缩应力应变曲线均包含3个阶段，所述压缩应力应变曲线用于描述航空复合样品在压缩载荷下的应力和应变关系，所述压缩应力应变曲线包括线弹性阶段、平台阶段、密实化阶段；常见的BCC（Body Center Cubic，体心立方晶格）微点阵结构有蜂窝状结构、杆状立方结构等；

在静动态载荷下，航空复合样品的BCC微点阵结构发生弹性变形，指的是在受到压缩力或拉伸力作用时，航空复合样品会发生一定程度的变形，但在去除载荷后能够恢复到原本形状的阶段，这个阶段得到的压缩应力应变曲线是线弹性阶段，即应力和应变之间呈线性关系，如形如y=lnx的关系，所述压缩应力应变曲线的第1个阶段是线弹性阶段，所述航空复合样品的BCC微点阵结构发生弹性变形，直至在顶点处发生塑性破坏或脆性破坏；

在静动态载荷下，航空复合样品的BCC微点阵结构吸收能量，指的是在受到压缩力或拉伸力作用时，航空复合样品会吸收能量并进行一定程度的变形，但在达到某个点后不再变形并保持一个相对稳定的阶段。这个阶段得到的压缩应力应变曲线是平台阶段，即应力和应变之间基本保持不变的阶段，所述压缩应力应变曲线的第2个阶段是平台阶段，所述航空复合样品的BCC微点阵结构吸收能量，得到压缩应力应变曲线的平台阶段，经验证，BCC微点阵结构吸收大部分能量都在第2个阶段；

在静动态载荷下，航空复合样品的BCC微点阵结构完全破坏，指的是在受到过大的压缩力或拉伸力作用时，航空复合样品会发生严重破坏，无法恢复到原本形状的阶段，这个阶段得到的压缩应力应变曲线是密实化阶段，即应力和应变之间迅速增大的阶段；所述压缩应力应变曲线的第3个阶段是平台阶段是密实化阶段，所述航空复合样品的BCC微点阵结构完全破坏，得到压缩应力应变曲线的密实化阶段，经验证，在当前阶段航空复合样品的强度明显增强；对照航空复合样品在不同载荷下的性能特点，为后续分析提供数据支撑。

进一步的，Step 2还包括：

通过BCC微点阵结构对航空复合样品进行压缩应力应变模拟之前，连接并启动激光超声检测设备；

通过所述激光超声检测设备，对所述航空复合样品进行BCC微点阵结构的同步检测，BCC微点阵结构的同步检测用于区分线弹性阶段、平台阶段以及密实化阶段。

在一种可实施的方式中，通过BCC微点阵结构对航空复合样品进行压缩应力应变模拟之前，连接并启动激光超声检测设备是指将激光超声检测设备与航空复合样品进行连接，并启动设备进行工作，所述激光超声检测设备是一种利用激光和超声波技术结合起来进行材料表面和内部检测的设备；

BCC微点阵结构的同步检测是指在进行航空复合样品的压缩应力应变模拟过程中，同时使用激光超声检测设备对样品的BCC微点阵结构进行检测，同步检测用于区分航空复合样品在压缩应力应变过程中的不同阶段，如线弹性阶段、平台阶段和密实化阶段；按照BCC微点阵结构进行同步检测，可以得到航空复合样品在不同阶段的应力应变曲线和性能表现，这些信息可以用于更好地理解和评估航空复合样品在不同载荷下的性能特点。

进一步的，Step 2还包括：

对所述航空复合样品进行BCC微点阵结构的同步检测，同步记录超声波传播时间、航空复合样品所受载荷量；

若所述记录超声波传播时间与航空复合样品所受载荷量为线性变化，确定为线弹性阶段；

若所述记录超声波传播时间不变且航空复合样品所受载荷量为线性变化，确定为平台阶段；

若所述记录超声波传播时间与航空复合样品所受载荷量为非线性变化，确定为密实化阶段。

在一种可实施的方式中，BCC微点阵结构的同步检测用于区分线弹性阶段、平台阶段以及密实化阶段，包括，所述BCC微点阵结构由一系列紧密排列的小点或小柱组成，对所述航空复合样品进行BCC微点阵结构的同步检测，通过在航空复合样品上布置一系列传感器或测量点，以便在不同位置同时记录数据，实现同步记录超声波传播时间、航空复合样品所受载荷量；

所述超声波传播时间是指在测试中，超声波被用来探测航空复合样品中的缺陷或材料性能。记录超声波传播时间可以提供关于材料内部结构的信息。所述航空复合样品指的是航空工程中使用的复合材料的样品，通常由两种或多种材料的复合构成，具有轻质、高强度等优点。所述载荷量是指施加在航空复合样品上的外部力或压力，通过改变载荷量可以观察材料的应力应变性能；

根据记录的超声波传播时间和航空复合样品所受载荷量的变化情况，可以得出以下判断：

在第一种情况下，若记录的超声波传播时间与航空复合样品所受载荷量呈线性变化，即随着载荷量的增加，传播时间也呈线性变化，则确定为线弹性阶段，在这个阶段中，材料的应变是与应力成正比的，符合胡克定律；

在第二种情况下，若记录的超声波传播时间不变，而航空复合样品所受载荷量呈线性变化，即载荷量增加但超声波传播时间不变，则确定为平台阶段，表示材料在某个范围内有较好的稳定性，对增加的载荷不敏感；

在第三种情况下，若记录的超声波传播时间与航空复合样品所受载荷量呈非线性变化，即载荷量增加导致传播时间的非线性变化，则确定为密实化阶段，在这个阶段，材料开始发生较大的变形，可能出现塑性变形或破坏；

综上可知，通过这种同步检测技术可以对航空复合样品在不同阶段的性能特点进行分析，有助于更好地了解材料的性质。

进一步的，Step 2还包括：

通过BCC微点阵结构对航空复合样品进行压缩应力应变模拟之前，通过振动台或振动激励器施加不同频率和振幅的振动载荷，模拟飞行振动环境；

使用冲击试验机或冲击锤施加冲击载荷，模拟飞行冲击环境；

对所述飞行振动环境、所述飞行冲击环境进行组合，将所述航空复合样品在组合环境中所受到的载荷作为所述静动态载荷中的动态载荷。

在一种可实施的方式中，通过BCC微点阵结构对航空复合样品进行压缩应力应变模拟之前，还包括，振动台或振动激励器是用于施加不同频率和振幅的振动载荷的设备，用于模拟飞行中的振动环境，从而观察样品在振动载荷下的响应；冲击试验机或冲击锤是用于施加冲击载荷的设备，用于模拟飞行中的冲击环境，从而观察样品在冲击载荷下的响应；

通过使用振动台或振动激励器模拟飞行振动环境，使用冲击试验机或冲击锤模拟飞行冲击环境，以及对振动和冲击环境进行组合，可以使复合材料样品在实验中面临更加真实且复杂的载荷，进而更全面地了解材料在实际使用条件下的行为，包括动态响应和疲劳性能等。通过这种实验方法，可以更好地评估航空复合样品的可靠性、耐久性和性能。此外，还可以帮助发现材料的密实化阶段，即材料开始发生较大变形和可能出现塑性变形或破坏的阶段。

进一步的，Step 2还包括：

将所述航空复合样品两端固定在支撑上，在中间施加垂直向下的载荷，模拟飞行弯曲应力环境；

将所述航空复合样品放置在两个平面之间，施加垂直向下的压缩载荷，模拟飞行压缩应力环境；

将所述航空复合样品的两端固定，施加拉伸载荷，模拟飞行拉伸应力环境；

基于所述飞行弯曲应力环境、所述飞行压缩应力环境、所述飞行拉伸应力环境，得到所述静动态载荷中的静态载荷。

在一种可实施的方式中，评估材料在飞行过程中所承受的不同应力环境下的性能，还包括，将所述航空复合样品两端固定在支撑上，并在中间施加垂直向下的载荷，以模拟飞行弯曲应力环境，弯曲应力环境即材料在受到弯曲载荷时所承受的应力状态；将所述航空复合样品放置在两个平面之间，并施加垂直向下的压缩载荷，以模拟飞行压缩应力环境，压缩应力环境即材料在受到压缩载荷时所承受的应力状态；将所述航空复合样品的两端固定，并施加拉伸载荷，以模拟飞行拉伸应力环境，拉伸应力环境即材料在受到拉伸载荷时所承受的应力状态；

静态载荷是指在非动态且不考虑时间因素的情况下施加在材料上的载荷；经验证，采用上述方式，可以更全面地了解航空复合样品在飞行过程中的性能表现，包括在弯曲、压缩和拉伸应力环境下的表现。从实验数据中，可以获得材料的静态载荷性能，即材料在受到稳定的载荷情况下的响应情况，有助于评估航空复合材料的可靠性和耐久性，为设计安全、可靠的航空器件和结构提供准确的指导。

进一步的，Step 2还包括：

基于所述航空复合样品的飞行过程，对所述飞行弯曲应力环境、飞行压缩应力环境、飞行拉伸应力环境进行组合，获取飞行应力环境；

基于所述航空复合样品的飞行过程，进行数值模拟，获取飞行参数信息，所述飞行参数信息包括飞行速度、飞行高度、气动力；

通过所述飞行应力环境和飞行参数信息，进行有限元分析，计算静动态载荷中的静态载荷。

在一种可实施的方式中，基于所述飞行弯曲应力环境、所述飞行压缩应力环境、所述飞行拉伸应力环境，得到所述静动态载荷中的静态载荷，包括，飞行过程中，航空复合样品可能会受到来自弯曲变形的应力环境和或受到来自压缩力的应力环境和或受到来自拉伸力的应力环境，对应的，在所述航空复合样品的飞行过程，对所述飞行弯曲应力环境、飞行压缩应力环境、飞行拉伸应力环境进行组合，获取飞行应力环境；

基于所述航空复合样品的飞行过程所涉及的实时飞行参数信息，所述实时飞行参数信息包括实时飞行速度、实时飞行高度、实时气动力，以此为基准进行数值模拟，获取飞行参数信息；

在本申请实施例中，有限元分析用于求解复杂结构在静态和动态载荷下的应力、变形和振动问题。进行有限元分析：基于所述航空复合样品所涉及的材料特性，包括弹性模量、泊松比、密度；确定适当的边界条件，以模拟航空器在飞行中的受力情况，其中，所述边界条件是指所述静动态载荷对应的载荷施加位置和方向；

通过有限元分析软件（诸如ABAQUS、ANSYS、MSC之类的有限元分析软件）对建立的有限元模型进行静态载荷分析，静态载荷是指在结构稳定的情况下，外部施加的恒定载荷，在分析过程中，应用所述飞行应力环境和所述飞行参数信息，并考虑边界条件的影响。

补充性的，如果需要考虑飞行中的动态载荷，可以进行动态载荷分析。动态载荷是指随着时间变化的载荷，例如飞行中的气动力或机体振动等。动态载荷分析可能需要与静态载荷类似的数值方法，如模态分析或时间域分析；

完成有限元分析后，可以获得航空器结构在飞行中的应力、位移、应变数据，对照得到的飞行中的应力、位移、应变数据进行力学分析得到航空复合材料的静态载荷以及动态载荷；获取飞行过程中航空复合样品所受的飞行应力环境以及相关的飞行参数信息，并进一步通过有限元分析计算静态载荷中的静态载荷，为优化设计和改进材料提供支持。

Step 3：基于所述压缩应力应变曲线，对所述航空复合样品的进行晶间破坏仿真模拟，设置静动态载荷晶间断裂力学响应模拟器；

Step 4：将所述性能需求信息作为约束信息，基于所述静动态载荷晶间断裂力学响应模拟器，利用双相强化机制和BCC微点阵结构，进行水平方向的抗压比强度、刚度和能量吸收的力学响应模拟，获取水平方向仿真测试结果；

Step 5：将所述性能需求信息作为约束信息，基于所述静动态载荷晶间断裂力学响应模拟器，利用双相强化机制和BCC微点阵结构，进行纵向方向的抗压比强度、刚度和能量吸收的力学响应模拟，获取纵向方向仿真测试结果；

Step 6：通过所述水平方向仿真测试结果、所述纵向方向仿真测试结果进行定向优化，在优化完成后得到满足所述性能需求信息的轻量化点阵复合材料结构。

在一种可实施的方式中，所述压缩应力应变曲线用于描述航空复合材料在压缩载荷下的应力和应变关系；晶间破坏是指纤维与树脂基体之间的界面破裂；在本申请实施例中，所述静动态载荷晶间断裂力学响应模拟器是一种仿真工具，用于模拟航空复合材料在静态和动态载荷下的晶间断裂行为，即模拟晶间断裂的力学响应；

已知的，在静态载荷的作用下，断裂机制主要是晶间破坏，即裂纹到达有机质层时发生偏转向有机质层扩展，而在动态载荷的作用下，裂纹则是直接穿透相邻文石晶体继续扩展，动态载荷下的这种裂纹扩展机制能提高能量耗散，从而提高航空复合材料的断裂韧性，同时，通过保证沿加载方向有更多的桁架在增强相分布，可以显著提高BCC微点阵结构的比刚度和能量吸收，并通过连接相的结构设计提升双相超材料的力学性能；

基于此，基于有限元仿真与试验方法，将所述压缩应力应变曲线作为嵌入条件，对所述航空复合样品的进行晶间破坏仿真模拟，在计算机上构建静动态载荷晶间断裂力学响应模拟器；设计双相强化机制和BCC微点阵结构，利用双相强化机制设计复合材料的结构，以提高其性能，对照BCC微点阵结构，以改善复合材料的力学性能；在晶间断裂力学响应模拟器中设置仿真条件，包括加载模式（可以是静态载荷或动态载荷）、加载速率、温度等，同时，将性能需求信息作为约束信息引入仿真过程，确保最终结果符合预先设定的性能要求。

首选，进行水平方向的抗压比强度、刚度和能量吸收的力学响应模拟运行晶间断裂力学响应模拟器，对设计后的复合材料在水平方向上进行抗压比强度、刚度和能量吸收等方面的力学响应模拟，以获得水平方向仿真测试结果；

其次，进行纵向方向的抗压比强度、刚度和能量吸收的力学响应模拟，类似的，运行晶间断裂力学响应模拟器，对设计后的复合材料在纵向方向上进行抗压比强度、刚度和能量吸收等方面的力学响应模拟。通过这一步骤，可以获得纵向方向仿真测试结果。

最终，评估设计的复合材料在不同加载方向下的性能表现，分别水平方向和纵向方向分析：在不同加载方向下的强度、刚度、能量吸收等性能表现；将性能需求信息作为优化的目标，优化的方向涉及增加抗压比强度、改善刚度、提高能量吸收能力等；实现增加抗压比强度和/或改善刚度和/或提高能量吸收能力，可以采用调整复合材料的设计参数的方式，设计参数包括但不限于纤维取向、纤维体积分数、层厚；通过优化设计参数，进而达到更好的性能表现；进行设计参数调整后，重新运行水平方向和纵向方向的仿真测试，直至确定是否满足性能需求后，得到满足性能需求信息的轻量化点阵复合材料结构。提高材料的承载能力和可靠性，从而更全面、高效地优化航空复合材料的性能，并满足不断发展的航空材料需求。

综上所述，本申请实施例所提供的用于提升航空复合材料性能的工艺优化方法及系统具有如下技术效果：

1．由于采用了连通航空复合材料采购终端，接收航空复合材料的性能需求信息，性能需求信息包括强度和刚度需求信息、轻质需求信息；通过BCC微点阵结构对航空复合样品进行压缩应力应变模拟，生成静动态载荷下的压缩应力应变曲线，压缩应力应变曲线包括线弹性阶段、平台阶段、密实化阶段；基于压缩应力应变曲线，对航空复合样品的进行晶间破坏仿真模拟，设置静动态载荷晶间断裂力学响应模拟器；将性能需求信息作为约束信息，基于静动态载荷晶间断裂力学响应模拟器，利用双相强化机制和BCC微点阵结构，进行水平方向的抗压比强度、刚度和能量吸收的力学响应模拟，获取水平方向仿真测试结果；将性能需求信息作为约束信息，基于静动态载荷晶间断裂力学响应模拟器，利用双相强化机制和BCC微点阵结构，进行纵向方向的抗压比强度、刚度和能量吸收的力学响应模拟，获取纵向方向仿真测试结果；通过水平方向仿真测试结果、纵向方向仿真测试结果进行定向优化，在优化完成后得到满足性能需求信息的轻量化点阵复合材料结构，本申请通过提供了用于提升航空复合材料性能的工艺优化方法及系统，实现了双相强化机制和BCC微点阵结构的应用可以增加材料的强度，使材料在受力时更加坚固，提高材料的承载能力和可靠性，从而更全面、高效地优化航空复合材料的性能，并满足不断发展的航空材料需求的技术效果。

2．由于采用了基于航空复合样品的飞行过程，对飞行弯曲应力环境、飞行压缩应力环境、飞行拉伸应力环境进行组合，获取飞行应力环境；基于航空复合样品的飞行过程，进行数值模拟，获取飞行参数信息，飞行参数信息包括飞行速度、飞行高度、气动力；通过飞行应力环境和飞行参数信息，进行有限元分析，计算静动态载荷中的静态载荷。并进一步通过有限元分析计算静态载荷中的静态载荷，为优化设计和改进材料提供支持。

实施例二

基于与前述实施例中用于提升航空复合材料性能的工艺优化方法相同的发明构思，如图3所示，本申请实施例提供了用于提升航空复合材料性能的工艺优化系统，其中，所述系统包括：

信息接收模块100，用于连通航空复合材料采购终端，接收航空复合材料的性能需求信息，所述性能需求信息包括强度和刚度需求信息、轻质需求信息；

应力应变模拟模块200，用于通过BCC微点阵结构对航空复合样品进行压缩应力应变模拟，生成静动态载荷下的压缩应力应变曲线，所述压缩应力应变曲线包括线弹性阶段、平台阶段、密实化阶段；

仿真模拟模块300，用于基于所述压缩应力应变曲线，对所述航空复合样品的进行晶间破坏仿真模拟，设置静动态载荷晶间断裂力学响应模拟器；

第一力学响应模拟模块400，用于将所述性能需求信息作为约束信息，基于所述静动态载荷晶间断裂力学响应模拟器，利用双相强化机制和BCC微点阵结构，进行水平方向的抗压比强度、刚度和能量吸收的力学响应模拟，获取水平方向仿真测试结果；

第二力学响应模拟模块500，用于将所述性能需求信息作为约束信息，基于所述静动态载荷晶间断裂力学响应模拟器，利用双相强化机制和BCC微点阵结构，进行纵向方向的抗压比强度、刚度和能量吸收的力学响应模拟，获取纵向方向仿真测试结果；

定向优化模块600，用于通过所述水平方向仿真测试结果、所述纵向方向仿真测试结果进行定向优化，在优化完成后得到满足所述性能需求信息的轻量化点阵复合材料结构。

进一步的，所述应力应变模拟模块200用于执行以下步骤：

在静动态载荷下，所述航空复合样品的BCC微点阵结构发生弹性变形，得到压缩应力应变曲线的线弹性阶段；

在静动态载荷下，所述航空复合样品的BCC微点阵结构吸收能量，得到压缩应力应变曲线的平台阶段；

在静动态载荷下，所述航空复合样品的BCC微点阵结构完全破坏，得到压缩应力应变曲线的密实化阶段。

进一步的，所述应力应变模拟模块200还用于执行以下步骤：

通过BCC微点阵结构对航空复合样品进行压缩应力应变模拟之前，连接并启动激光超声检测设备；

通过所述激光超声检测设备，对所述航空复合样品进行BCC微点阵结构的同步检测，BCC微点阵结构的同步检测用于区分线弹性阶段、平台阶段以及密实化阶段。

进一步的，所述应力应变模拟模块200还用于执行以下步骤：

对所述航空复合样品进行BCC微点阵结构的同步检测，同步记录超声波传播时间、航空复合样品所受载荷量；

若所述记录超声波传播时间与航空复合样品所受载荷量为线性变化，确定为线弹性阶段；

若所述记录超声波传播时间不变且航空复合样品所受载荷量为线性变化，确定为平台阶段；

若所述记录超声波传播时间与航空复合样品所受载荷量为非线性变化，确定为密实化阶段。

进一步的，所述应力应变模拟模块200还用于执行以下步骤：

通过BCC微点阵结构对航空复合样品进行压缩应力应变模拟之前，通过振动台或振动激励器施加不同频率和振幅的振动载荷，模拟飞行振动环境；

使用冲击试验机或冲击锤施加冲击载荷，模拟飞行冲击环境；

对所述飞行振动环境、所述飞行冲击环境进行组合，将所述航空复合样品在组合环境中所受到的载荷作为所述静动态载荷中的动态载荷。

进一步的，所述应力应变模拟模块200还用于执行以下步骤：

将所述航空复合样品两端固定在支撑上，在中间施加垂直向下的载荷，模拟飞行弯曲应力环境；

将所述航空复合样品放置在两个平面之间，施加垂直向下的压缩载荷，模拟飞行压缩应力环境；

将所述航空复合样品的两端固定，施加拉伸载荷，模拟飞行拉伸应力环境；

基于所述飞行弯曲应力环境、所述飞行压缩应力环境、所述飞行拉伸应力环境，得到所述静动态载荷中的静态载荷。

进一步的，所述应力应变模拟模块200还用于执行以下步骤：

基于所述航空复合样品的飞行过程，对所述飞行弯曲应力环境、飞行压缩应力环境、飞行拉伸应力环境进行组合，获取飞行应力环境；

基于所述航空复合样品的飞行过程，进行数值模拟，获取飞行参数信息，所述飞行参数信息包括飞行速度、飞行高度、气动力；

通过所述飞行应力环境和飞行参数信息，进行有限元分析，计算静动态载荷中的静态载荷。

综上所述的方法的任意步骤都可作为计算机指令或者程序存储在不设限制的计算机存储器中，并可以被不设限制的计算机处理器调用识别用以实现本申请实施例中的任一项方法，在此不做多余限制。

进一步的，综上所述的第一或第二可能不止代表次序关系，也可能代表某项特指概念，和/或指的是多个元素之间可单独或全部选择。显然，本领域的技术人员可以对本申请进行各种改动和变型而不脱离本申请的范围。这样，倘若本申请的这些修改和变型属于本申请及其等同技术的范围之内，则本申请意图包括这些改动和变型在内。