本申請要求序列號為14/836369、代理人案號為14-2491-US-NP2的題為“層板混合和堆疊序列(Ply Blending and Stacking Sequence)”的美國專利申請，并在此將其全部內(nèi)容通過引用并入本申請。

技術(shù)領(lǐng)域

本公開總體上涉及復(fù)合結(jié)構(gòu)(composite structure)，并且具體地，涉及復(fù)合結(jié)構(gòu)的鋪層(layup)。更具體地，本公開內(nèi)容涉及用于確定復(fù)合結(jié)構(gòu)的鋪層的方法和設(shè)備。

背景技術(shù)：

當(dāng)前在設(shè)計及制造飛機的過程中越來越大比例地使用復(fù)合材料。在飛機中利用復(fù)合材料以減少飛機的重量。這種所減小的重量提高了諸如有效承載能力和燃油效率的性能特征。此外，復(fù)合材料為用于飛機中的各種組件提供了更長的使用壽命。

復(fù)合材料是可以通過組合兩種或多種功能組件而產(chǎn)生的堅韌、輕型的材料。例如，復(fù)合材料可以包括結(jié)合在聚合物樹脂基體(polymer resin matrix)中的增強型纖維。用于復(fù)合材料的樹脂可以包括熱塑性或熱固性樹脂。熱塑性材料可在加熱時變軟，并且在冷卻時可變硬。熱塑性材料能夠被反復(fù)加熱和冷卻。當(dāng)熱固性材料被加熱時會變硬。該纖維可以是單向的，或者可以采用紡布或織物的形式。

在制造復(fù)合結(jié)構(gòu)時，通常在工具上鋪設(shè)復(fù)合材料層。這些層可以由片材(sheet)中的纖維組成。這些片材可以采取織物、帶、纖維束的形式或其它合適的形式。在某些情況下，樹脂可以被注入或預(yù)浸漬到片材中。這些類型的片材通常被稱作半固化片(prepreg)。

可以以不同的方向鋪設(shè)半固化片的不同層，并且可根據(jù)被制造的復(fù)合結(jié)構(gòu)的厚度使用不同數(shù)目的層?？梢酝ㄟ^手工或通過使用諸如纖維放置系統(tǒng)的自動化設(shè)備來鋪設(shè)這些層。當(dāng)已經(jīng)在工具上鋪設(shè)復(fù)合材料層之后，復(fù)合材料層通過被暴露于溫度和壓力下而被整合或固化，從而形成了最終的復(fù)合結(jié)構(gòu)。

傳統(tǒng)的復(fù)合結(jié)構(gòu)可包括四種類型的復(fù)合層：0度層、45度層、-45度層以及90度層。這四種角度可以被常規(guī)和廣泛地用于形成如復(fù)合外殼的復(fù)合結(jié)構(gòu)?？梢酝ㄟ^改變四種復(fù)合層的數(shù)目來改變復(fù)合結(jié)構(gòu)的表現(xiàn)。

對于制造設(shè)備的改進使得現(xiàn)在可以使用復(fù)合層中的其它纖維的角度。然而，需要設(shè)計具有非傳統(tǒng)的角度的復(fù)合層的復(fù)合結(jié)構(gòu)的方法。此外，還需要具有非傳統(tǒng)的角度的復(fù)合層的復(fù)合結(jié)構(gòu)的預(yù)期性能的分析方法。因此，將需要涉及上面討論的至少一些問題以及其它可能的問題的方法和裝置。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

在示例性實施方式中，介紹了一種方法。接收復(fù)合結(jié)構(gòu)的期望厚度(desired thickness)和期望剛度分布(desired stiffness distribution)。復(fù)合結(jié)構(gòu)的模型被分成多個面板。使用復(fù)合結(jié)構(gòu)的期望厚度和期望剛度分布確定多個面板中的每個面板的疊層參數(shù)(lamination parameter)的組和層板(ply)的數(shù)量。使用目標(biāo)函數(shù)(objective function)確定多個面板中的每個層板的層板形狀。確定多個面板中的每個層板的纖維角度值(fiber angle value)，使得復(fù)合結(jié)構(gòu)的模型具有等于期望剛度分布的剛度。

在另一示例性實施方式中，介紹了一種方法。接收復(fù)合結(jié)構(gòu)的期望厚度和期望剛度分布。復(fù)合結(jié)構(gòu)的模型被分成多個面板。使用復(fù)合結(jié)構(gòu)的期望厚度和期望剛度分布確定多個面板中的每個面板的疊層參數(shù)的組和層板的數(shù)量。使用目標(biāo)函數(shù)確定多個面板中的每個層板的層板形狀。使用目標(biāo)函數(shù)確定多個面板中的每個層板的層板形狀包括：以相同的層板的數(shù)量和相同的疊層參數(shù)的組對多個面板的面板進行分組以形成多個組，并且建立多個組的多個層板序列。多個組中的一個組中的每個面板具有相同的鋪層。多個層板序列中的每個表示多個面板中的至少一個面板的層板。確定多個面板中的每個層板的纖維角度。確定多個面板中的每個層板的纖維角度包括：生成多個組中的每個組的多個疊層參數(shù)的方程，將多個組的每個組的方程組合至系統(tǒng)(system)中，并且對在系統(tǒng)中的多個角度變量求解。

本公開內(nèi)容的另一示例性實施方式提供了一種用于形成復(fù)合結(jié)構(gòu)的方法。復(fù)合結(jié)構(gòu)的期望厚度和期望剛度分布被接收。復(fù)合結(jié)構(gòu)的模型被分成多個面板。使用復(fù)合結(jié)構(gòu)的期望厚度和期望剛度分布確定多個面板中的每一個面板的疊層參數(shù)的組和層板的數(shù)量。使用目標(biāo)函數(shù)確定多個面板中的每一個層板的層板形狀。確定多個面板中的每一個層板的纖維角度。根據(jù)堆疊序列規(guī)則(stacking sequence rule)排列層板以形成層板布置。堆疊序列規(guī)則包括對稱、將具有大于45度的差的纖維角度的層板分開，或者避免層板聚集的至少一種。根據(jù)層板布置鋪設(shè)復(fù)合材料以形成復(fù)合結(jié)構(gòu)。復(fù)合結(jié)構(gòu)具有與期望剛度相等的剛度。

而本公開內(nèi)容的另一實施方式提供了一種計算機系統(tǒng)。該計算機系統(tǒng)包括復(fù)合疊層體設(shè)計器、層板形狀優(yōu)化器以及纖維角度選擇器。復(fù)合疊層體設(shè)計器接收復(fù)合結(jié)構(gòu)的期望厚度和期望剛度分布，將復(fù)合結(jié)構(gòu)的模型分成多個面板，并且使用復(fù)合結(jié)構(gòu)的期望厚度和期望剛度分布確定多個面板中的每一個面板的疊層參數(shù)的組和層板的數(shù)量。層板形狀優(yōu)化器使用目標(biāo)函數(shù)確定多個面板中的每個層板的層板形狀。纖維角度選擇器確定多個面板中的每個層板的纖維角度，使得復(fù)合結(jié)構(gòu)的模型具有與期望剛度相等的剛度。

本公開內(nèi)容的又一實施方式提供了一種用于設(shè)計復(fù)合結(jié)構(gòu)的計算機程序產(chǎn)品。該計算機程序產(chǎn)品包括計算機可讀存儲介質(zhì)以及分別存儲在計算機可讀存儲介質(zhì)上的第一程序代碼、第二程序代碼、第三程序代碼、第四程序代碼，以及第五程序代碼。存儲在計算機可讀存儲介質(zhì)上的第一程序代碼接收復(fù)合結(jié)構(gòu)的期望厚度和期望剛度分布。存儲在計算機可讀存儲介質(zhì)上的第二程序代碼將復(fù)合結(jié)構(gòu)的模型分成多個面板。存儲在計算機可讀存儲介質(zhì)上的第三程序代碼使用復(fù)合結(jié)構(gòu)的期望厚度和期望剛度分布確定多個面板中的每一個面板的疊層參數(shù)的組和層板的數(shù)量。存儲在計算機可讀存儲介質(zhì)上的第四程序代碼使用目標(biāo)函數(shù)確定多個面板中的每個層板的層板形狀。存儲在計算機可讀存儲介質(zhì)上的第五程序代碼確定多個面板中的每個層板的纖維角度，使得復(fù)合結(jié)構(gòu)的模型具有等于理想剛度分布的剛度。

可以在本公開內(nèi)容的各個實施方式中獨立地或者可以在其它實施方式中組合地實現(xiàn)特征和功能，其中將參考以下說明和附圖看出更多細節(jié)。

此外，本公開內(nèi)容包括根據(jù)以下項的實施方式：

項1.一種用于形成復(fù)合結(jié)構(gòu)的方法，所述方法包括：接收復(fù)合結(jié)構(gòu)的期望厚度和期望剛度分布；將復(fù)合結(jié)構(gòu)的模型分成多個面板；使用所述復(fù)合結(jié)構(gòu)的所述期望厚度和所述期望剛度分布確定所述多個面板中的每個面板的疊層參數(shù)的組和層板數(shù)量；使用目標(biāo)函數(shù)確定所述多個面板中的每個層板的層板形狀；確定多個面板中的每個層板的纖維角度；根據(jù)堆疊序列規(guī)則排列層板以形成層板布置；其中，堆疊序列規(guī)則包括對稱、將具有大于45度的差的纖維角度的層板分開或者避免層板聚集中的至少一種；并且根據(jù)層板布置鋪設(shè)復(fù)合材料以形成復(fù)合結(jié)構(gòu)，其中，復(fù)合結(jié)構(gòu)具有等于理想剛度分布的剛度。

項2.根據(jù)項1所述的方法，其中，復(fù)合結(jié)構(gòu)是非傳統(tǒng)的疊層體結(jié)構(gòu)(non-traditional laminate structure)。

項3.根據(jù)項2所述的方法，其中，使用目標(biāo)函數(shù)確定多個面板中的每個層板的層板形狀包括：以相同的層板的數(shù)量和相同的疊層參數(shù)的組對多個面板的面板進行分組以形成多個組，其中，多個組的每個組的面板具有相同的鋪層；建立多個組的多個層板序列，其中，多個層板序列的每個表示在多個面板中的至少一個層板；并且確定多個層板序列的每個層板的層板形狀。

項4.根據(jù)項3所述的方法，其中，確定多個面板中的每個層板的纖維角度包括：生成多個組的每個組的疊層參數(shù)的組的方程；將多個組的每個組的方程組合至系統(tǒng)中；并且在系統(tǒng)中對多個角度變量求解。

項5.一種計算機系統(tǒng)包括：復(fù)合疊層體設(shè)計器，其接收復(fù)合結(jié)構(gòu)的期望厚度和期望剛度分布，將復(fù)合結(jié)構(gòu)的模型分成多個面板，并且使用復(fù)合結(jié)構(gòu)的期望厚度和期望剛度分布確定多個面板中的每一個面板的疊層參數(shù)的組和層板的數(shù)量；層板形狀優(yōu)化器，其使用目標(biāo)函數(shù)確定多個面板中的每一個層板的層板形狀；以及

纖維角度選擇器，確定多個面板中的每個層板的纖維角度，使得復(fù)合結(jié)構(gòu)的模型具有等于理想剛度分布的剛度。

項6.根據(jù)項5所述的計算機系統(tǒng)，進一步包括層板排列器，該層板排列器根據(jù)堆疊序列規(guī)則排列多個層板以形成層板布置。

項7.根據(jù)項6所述的計算機系統(tǒng)，其中，堆疊序列規(guī)則包括對稱、將具有大于45度的差的纖維角度的層板分開或者避免層板聚集的至少一種。

項8.根據(jù)項5所述的計算機系統(tǒng)，其中，復(fù)合疊層體設(shè)計器進一步以相同的層板的數(shù)量和相同的疊層參數(shù)的組對多個面板的面板進行分組以形成多個組，其中，多個組中的每個組的面板具有相同的鋪層。

項9.根據(jù)項8所述的計算機系統(tǒng)，其中，復(fù)合疊層體設(shè)計器進一步建立多個組的多個層板序列，其中，多個層板序列的每個表示在復(fù)合結(jié)構(gòu)中的至少一個層板。

項10.根據(jù)項9所述的計算機系統(tǒng)，其中，層板形狀優(yōu)化器使所有多個組的層板邊界的總長度最小化。

項11.根據(jù)項10所述的計算機系統(tǒng)，其中，纖維角度選擇器生成多個組的每個組的疊層參數(shù)的組的方程，將多個組的每個組的方程組合至系統(tǒng)中，并且在系統(tǒng)中對多個角度變量求解。

項12.根據(jù)項5所述的計算機系統(tǒng)，其中，層板形狀優(yōu)化器使全部的所述多個面板上的連接層(connection)的數(shù)量的最大化，其中，所述連接層是所述多個面板中的兩個相鄰面板之間的共用層板，并且其中，所述連接層數(shù)量是連接層的總和。

項13.一種用于設(shè)計復(fù)合結(jié)構(gòu)的計算機程序產(chǎn)品，包括：計算機可讀存儲介質(zhì)；存儲在計算機可讀存儲介質(zhì)上的第一程序代碼，第一程序代碼用于接收復(fù)合結(jié)構(gòu)的期望厚度和期望剛度分布；存儲在計算機可讀存儲介質(zhì)上的第二程序代碼，該第二程序代碼用于將復(fù)合結(jié)構(gòu)的模型分成多個面板；存儲在計算機可讀存儲介質(zhì)上的第三程序代碼，該第三程序代碼用于使用復(fù)合結(jié)構(gòu)的期望厚度和期望剛度分布確定多個面板中的每一個面板的疊層參數(shù)的組和層板的數(shù)量；存儲在計算機可讀存儲介質(zhì)上的第四程序代碼，該第四程序代碼用于使用目標(biāo)函數(shù)確定多個面板中的每一個層板的層板形狀；以及存儲在計算機可讀存儲介質(zhì)上的第五程序代碼，該第五程序代碼用于確定多個面板中的每個層板的纖維角度，使得復(fù)合結(jié)構(gòu)的模型具有等于理想剛度分布的剛度。

項14.根據(jù)項13所述的計算機程序產(chǎn)品，進一步包括存儲在計算機可讀存儲介質(zhì)上的第六程序代碼，該第六程序代碼用于以相同的層板的數(shù)量和相同的疊層參數(shù)的組對多個面板的面板進行分組以形成多個組，其中，多個組的每個組的面板具有相同的鋪層。

項15.根據(jù)項14所述的計算機程序產(chǎn)品，進一步包括存儲在計算機可讀存儲介質(zhì)上的第七程序代碼，該第七程序代碼用于建立多個組的多個層板序列，其中，多個層板序列中的每一個表示在復(fù)合結(jié)構(gòu)中的至少一個層板。

項16.根據(jù)項15所述的計算機程序產(chǎn)品，進一步包括存儲在計算機可讀存儲介質(zhì)上的第八程序代碼，該第八程序代碼用于生成多個組的每個組的疊層參數(shù)的組的方程；存儲在計算機可讀存儲介質(zhì)上的第九程序代碼，用于將多個組的每個組的方程組合至系統(tǒng)中；以及存儲在計算機可讀存儲介質(zhì)上的第十程序代碼，該第十程序代碼用于對在系統(tǒng)中的多個角度變量求解。

項17.根據(jù)項16所述的計算機程序產(chǎn)品，其中，所述系統(tǒng)是欠定(underdetermined)的并且多個解是可能的，計算機程序產(chǎn)品進一步包括：基于期望的堆疊序列或者所述纖維角度與所述層板形狀相匹配中的至少一個來選擇多個解中的一個。

附圖說明

在所附權(quán)利要求中闡述了被認為是示例性實施方式的特征的新穎特征。然而，當(dāng)結(jié)合附圖閱讀時，通過參考以下對本公開內(nèi)容的示例性實施方式的詳細說明將充分理解示例性實施方式以及使用的優(yōu)選方式、它的其它目的及特征，其中：

圖1是其中執(zhí)行示例性實施方式的飛機的示圖；

圖2是用于確定根據(jù)示例性實施方式的復(fù)合結(jié)構(gòu)的鋪層的處理的流程圖；

圖3是用于確定根據(jù)示例性實施方式的復(fù)合結(jié)構(gòu)的鋪層的處理的流程圖；

圖4是用于形成根據(jù)示例性實施方式的復(fù)合結(jié)構(gòu)的處理的流程圖；

圖5A和圖5B是根據(jù)示例性實施方式的制造環(huán)境的框圖的示圖；

圖6是根據(jù)示例性實施方式的復(fù)合結(jié)構(gòu)的模型的二維視圖的示圖；

圖7是根據(jù)示例性實施方式的多組面板的示圖；

圖8是根據(jù)示例性實施方式的多組面板的示圖；

圖9是根據(jù)示例性實施方式的多組面板的層板序列的示圖；

圖10是根據(jù)示例性實施方式的層板布置的分解視圖的示圖；

圖11是根據(jù)示例性實施方式的層板序列中的層板的示圖；

圖12是根據(jù)示例性實施方式的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的框圖的示圖；

圖13是根據(jù)示例性實施方式的制造環(huán)境的框圖的示圖；

圖14是根據(jù)示例性實施方式的框圖形式的飛機制造和維護的方法的示圖；以及

圖15是其中執(zhí)行示例性實施方式的飛機的框圖形式的示圖。

具體實施方式

不同的示例性實施方式認識并考慮一種或多種不同的情況。例如，不同的示例性實施方式認識并考慮在傳統(tǒng)的復(fù)合結(jié)構(gòu)中的復(fù)合層的形狀，可能沒有考慮層的形狀是如何影響制造速度的。

不同的示例性實施方式認識并考慮到需要用非傳統(tǒng)鋪層來代替?zhèn)鹘y(tǒng)的復(fù)合鋪層。例如，如果所形成的非傳統(tǒng)鋪層具有與傳統(tǒng)鋪層相同的剛度，則所形成的傳統(tǒng)鋪層的組件通?？删哂衅谕奶卣鳌?/p>

不同的示例性實施方式認識并考慮到由剛度驅(qū)動負載路徑。因此，將需要具有與它代替的傳統(tǒng)的鋪層的剛度相同的非傳統(tǒng)的鋪層。改變一個組件的剛度不僅影響該組件的表現(xiàn)，而且還影響結(jié)構(gòu)中的其它組件。

不同的示例性實施方式認識并考慮到出于各種原因可能需要用非傳統(tǒng)的鋪層代替?zhèn)鹘y(tǒng)復(fù)合的鋪層。從傳統(tǒng)的鋪層到非傳統(tǒng)的鋪層的改變可通過改變纖維角度的布置而避免不期望的故障模式。

不同的示例性實施方式認識并考慮到如果沒有以層板(ply)厚度的整數(shù)倍規(guī)定組件的原始厚度，則可能需要用非傳統(tǒng)的疊層(lamination)來代替?zhèn)鹘y(tǒng)的疊層。不同的示例性實施方式進一步認識和考慮到從傳統(tǒng)的鋪層到非傳統(tǒng)的鋪層的改變可生成具有相同剛度性能但是具有不同層板厚度的復(fù)合組件。

不同的示例性實施方式還認識并考慮到某些層板角度會導(dǎo)致不期望的制造結(jié)果。因此，不同的示例性實施方式認識并考慮到使用非傳統(tǒng)的鋪層代替?zhèn)鹘y(tǒng)的鋪層可避免使用會導(dǎo)致不期望的制造結(jié)果的某些層板角度。

不同的示例性實施方式還認識并考慮到，可使用疊層參數(shù)來執(zhí)行確定單個非傳統(tǒng)復(fù)合的鋪層的復(fù)合層的序列。疊層參數(shù)是多層的堆疊序列的緊湊表示。疊層參數(shù)可以是與厚度和材料恒量一起描述獨立于層板數(shù)目的疊層體剛度矩陣的無量綱參數(shù)。

不同的示例性實施方式認識并考慮到復(fù)合物可以是具有角度(1，2，…N)以及層板位置(z₀＝-t/2，z₀<z₁<z₂，…z_N＝t/2)的N個層板的鋪層，其中，t是N個層板的總厚度。可以使用12個疊層參數(shù)來描述該復(fù)合物：

方程(1)至(3)限定了(V_1A，V_2A，V_3A，V_4A)，(V_1B，V_2B，V_3B，V_4B)以及(V_1D，V_2D，V_3D，V_4D)。

為了優(yōu)化，定義標(biāo)準(zhǔn)化的疊層參數(shù)是有利的。

因此，

存在疊層參數(shù)的附加限制以確保疊層參數(shù)的組合是可行的。

方程(8)至(10)給出了標(biāo)準(zhǔn)化疊層參數(shù)、厚度和剛度矩陣A、B、D之間的關(guān)系：

其中，(U₁、U₂、U₃、U₄和U₅)是僅取決于層板材料性能的材料恒量(material invariant)，并被如下定義：

U₁＝(3*Q₁₁+3*Q₂₂+2Q₁₂+4Q₆₆)/8

_U2＝(Q₁₁-Q₂₂)/2

U₃＝(Q₁₁+Q₂₂-2Q₁₂-4Q₆₆)/8 (11)

U₄＝(Q₁₁+Q₂₂+6Q₁₂-4Q₆₆)/8

U₅＝(Q₁₁+Q₂₂-2Q₁₂+4Q₆₆)/8

并且：

Q₂₂＝G₁₂

通過引入如下格式化的A、B、D矩陣可將方程(8)至(10)寫為矩陣符號：

不同的示例性實施方式還認識并且考慮到確定在復(fù)合結(jié)構(gòu)中的相鄰的非傳統(tǒng)復(fù)合的鋪層的復(fù)合層的序列是可取的。然而，提供完全匹配各鋪層的預(yù)定厚度和剛度的相鄰層的非傳統(tǒng)復(fù)合的鋪層的層之間的連續(xù)性的方法是未知的。例如，給定的疊層參數(shù)的組以及多個層可能有數(shù)百萬個堆疊序列。因此，不可能發(fā)現(xiàn)與纖維角度匹配的相鄰的非傳統(tǒng)復(fù)合的鋪層的堆疊序列的組合，并且搜索匹配的堆疊序列將是非常耗時的。

因此，需要用于確定與期望厚度和剛度分布完全匹配的復(fù)合結(jié)構(gòu)的鋪層的方法和裝置。例如，可能需要用于確定非傳統(tǒng)復(fù)合結(jié)構(gòu)的層板的序列和相關(guān)聯(lián)的纖維角度的方法和設(shè)備。

現(xiàn)參考附圖，并且具體地，參考圖1，其是示出其中執(zhí)行示例性實施方式的飛機的示圖。在此示例性示例中，飛機100具有連接到機身106的機翼102和機翼104。飛機100包括連接到機翼102的發(fā)動機108和連接到機翼104的發(fā)動機110。

機身106具有尾部112。水平尾翼114、水平尾翼116以及垂直尾翼118被連接到機身106的尾部112。

飛機100是具有復(fù)合結(jié)構(gòu)的飛機的示例，可根據(jù)示例性實施方式確定其鋪層。例如，可根據(jù)示例性實施方式確定機翼104的復(fù)合外殼120的鋪層。作為另一示例，可根據(jù)示例性實施方式確定機翼102的復(fù)合外殼122的鋪層。作為又一示例，可根據(jù)示例性實施方式確定機身106的復(fù)合外殼124。

提供飛機100的示圖，用于說明其中執(zhí)行不同的示例性實施方式的一種環(huán)境。在圖1中的飛機100的示圖不旨在暗示執(zhí)行不同示例性實施方式的方法的結(jié)構(gòu)限制。例如，飛行器100被示出作為商用客機。不同的示例性實施方式可應(yīng)用于其它類型的飛機，諸如，私人客機、旋翼飛機以及其它合適的類型的飛機。

盡管描述了相對于飛機的示例性實施方式的示例性示例，但是示例性實施方式還可應(yīng)用于其它類型的平臺。例如，該平臺可以是移動平臺、靜止平臺、基于陸地的結(jié)構(gòu)、基于水的結(jié)構(gòu)，以及基于空間的結(jié)構(gòu)。更具體地，該平臺可以是水面艦艇、坦克、人員運輸車、火車、宇宙飛船、空間站、衛(wèi)星、潛水艇、汽車、制造設(shè)施、建筑物以及其它適合的平臺。

現(xiàn)在轉(zhuǎn)向圖2，根據(jù)示例性實施方式示出用于確定復(fù)合結(jié)構(gòu)的鋪層的處理的流程圖的示圖。處理200可以是用于確定圖5A的鋪層布置509的處理。在一些示例性示例中，處理200可被用于形成圖1的飛機100的復(fù)合外殼120。

可通過接收復(fù)合結(jié)構(gòu)的期望厚度和期望剛度分布(操作202)開始處理200。在一些說明性的示例中，復(fù)合結(jié)構(gòu)可以是非傳統(tǒng)的復(fù)合疊層結(jié)構(gòu)。在一些示例性示例中，可用疊層參數(shù)的形式表現(xiàn)期望剛度。

復(fù)合結(jié)構(gòu)的模型可被分成多個面板(操作204)。在一些示例性示例中，多個面板可以是基本相同的尺寸和形狀。在一些示例性示例中，多個面板可以包括超過一種尺寸或者超過一種形狀的至少一種。在一些示例性示例中，多個面板的第一面板和第二面板具有不同數(shù)目的層板。

如本公開中所使用的，當(dāng)與列出項一起使用時，短語“至少一個”指可使用列出項中的一種或者多種的不同組合，并且可能僅需要列出的各項中的一種。換言之，“至少一個”意味著可以使用列表中的項或多個項的任何組合并且可以不需要列表中的所有項。項可以是特定對象、事物，或者種類。

例如，“項A、項B以及項C中的至少一種”可包括但不限于項A、或者項A和項B。該實施方式還可包括項A、項B以及項C，或者項B和項C。當(dāng)然，可以存在這些項的任何組合。例如，在其它示例中，“至少一種”可以是，但不限于，兩項A，一項B，以及十項C，四項B和七項C或者其它適當(dāng)?shù)慕M合。

可使用復(fù)合結(jié)構(gòu)的期望厚度和期望剛度分布確定多個面板中的每一個面板的疊層參數(shù)的組和層板的數(shù)量(操作206)?？墒褂媚繕?biāo)函數(shù)確定多個面板中的每一個層板的層板形狀(操作208)?？蛇B同諸如圖5B的期望的條件541的約束來使用目標(biāo)函數(shù)。

可能存在很多使用目標(biāo)函數(shù)的期望的條件。在一個示例性示例中，在操作208中，可通過最大化目標(biāo)函數(shù)來確定多個面板中的每一個層板的層板形狀：

其中，s是層板序列變量，S是多個層板序列的數(shù)量，p、q是面板變量，P是多個面板的數(shù)量，以及Y_p,q,s是表示面板之間的連續(xù)性的二進制變量。如果面板p和q兩者均存在于層板序列s中，則Y_p,q,s是1，否則Y_p,q,s是0。在整數(shù)規(guī)劃中，可通過以下限制來滿足這種條件：

對于所有定義在(1≤p≤P，p＜q≤P，s＝1...S)條件下的Y (17)

在該方程中，是二進制變量，其表示在層板序列s的面板p中是否存在層板(值＝1)或者不存在層板(值＝0)。函數(shù)λ(p)提供了與面板p有關(guān)的面板組指數(shù)。

期望的條件可包括等于或大于任何面板的層板的最大數(shù)量的層板序列的總數(shù)。這可被描述為：

其中，是二進制變量，當(dāng)在層板序列s中存在面板組l中的層板時，該二進制變量為1，否則其為0，并且t^l是面板組l的層板的數(shù)量。

所有層板序列應(yīng)當(dāng)包含至少一個層板。在不滿足這種期望的條件的情況下，將使用比所提供的層板序列更少的層板序列求解，其會導(dǎo)致將求解比可用變量的數(shù)量更大量的方程。

期望的條件可包括重復(fù)的層板限制。該重復(fù)的層板限制可被表示為：

對于每個唯一層板序列k (20)

其中，Z_s，k是二進制變量，如果層板序列s匹配唯一的層板序列k，則其為1，否則為0，并且D是重復(fù)的層板限制。

期望的條件還可以包括自由度的測量。當(dāng)兩個組的鋪層具有比疊層參數(shù)的數(shù)量少的層板數(shù)量的差時，自由度可以包括至少使兩個組之間的不同層的數(shù)量等于待匹配的疊層參數(shù)的數(shù)量：

對于所有具有厚度差＜V的組l和k (22)

其中，W_l,k,s是一個二進制變量，如果l和k兩者均在層板序列s上被激活，則其為1，否則為0，其中，t^l是鋪層l的層板數(shù)量，其中，t^k是鋪層k的層板數(shù)量，并且其中，V是匹配每個面板的疊層參數(shù)的數(shù)量。在整數(shù)規(guī)劃中，變量W_l,k,s被以下兩個限制限定：

對于所有限定的W(所有具有厚度差＜V的組l和k) (23)

為了在不引入重復(fù)的層板限制的情況下提高減小重復(fù)的層板序列的數(shù)量的可能性，可將噪聲引入目標(biāo)函數(shù)。在一些示例性示例中，具有噪聲的目標(biāo)函數(shù)可被表示為：

其中，ε是由隨機數(shù)種子發(fā)生器生成，并且足夠小從而不會影響優(yōu)化性。這里，ε可以作為小的擾動，因此，不鼓勵生成多個層板序列的相同形狀的層板。

可確定多個面板中的每一個層板的纖維角度，從而復(fù)合結(jié)構(gòu)的模型具有與期望剛度相等的剛度(操作210)。此后該過程終止。

在一些示例性示例中，可以使用包括多個疊層參數(shù)和多個角度變量的方程系統(tǒng)來確定每個層板的纖維角度。該系統(tǒng)包括用于多個面板的多個方程。在一些說明性的示例中，多個面板可以被放置在多個組中。多個組中的每個可具有數(shù)量等于在用于該組的疊層參數(shù)的組中的疊層參數(shù)的數(shù)量的方程。圖7的第一組702的方程組可以是：

在該示例性示例中，第一組702的疊層參數(shù)的組具有四個疊層參數(shù)。因此，針對第一組702存在四個方程。如所示出的，第一組702具有方程25、方程26、方程27以及方程28。

方程25、方程26、方程27以及方程28中的每個包括分數(shù)1/14。該分數(shù)1/14與第一組702中一個以上數(shù)量的層板的分數(shù)對應(yīng)。如在圖7至圖9中所示，第一組702有十四個層板。

在方程25、方程26、方程27以及方程28的每個中，層板角度θ_s僅存在于那些組702中存在有層板的層板序列中。換言之，只有具有第一組702中的層板的層板序列將表示為方程25、方程26、方程27以及方程28。例如，方程25、方程26、方程27以及方程28的每個包括θ₁。θ₁存在于方程25、方程26、方程27以及方程28的每個中，因為第一組702在圖9的第一層板序列914中具有“1”。同樣，θ₂存在于方程25、方程26、方程27以及方程28的每個中，因為列906表示第一組702在圖9的第二層板序列916中具有“1”。第十一個層板序列934是第一組702最后具有“1”的層板序列，因此，θ₁₄是存在于方程25、方程26、方程27以及方程28中的最后的層板角度。圖9的層板序列15不存在于方程25、方程26、方程27以及方程28中的任何一個中。方程25、方程26、方程27以及方程28將與第二組704、第三組706以及第四組708的方程組合以構(gòu)成方程的系統(tǒng)。

第二組704具有四個疊層參數(shù)。因此，第二組704也有四個方程。第二組704的方程組可以是：

如所描述的，第二組704具有方程29、方程30、方程31和方程32。方程29、方程30、方程31和方程32的每個包括分數(shù)1/18。分數(shù)1/18與第二組704中一個以上數(shù)目的層板的數(shù)量的分數(shù)對應(yīng)。如在圖7至圖9中可以看出，第二組704有十八個層板。

在方程29、方程30、方程31以及方程32的每個中，層板角度θ_k僅存在于那些第二組704中存在有層板的層板序列中。換言之，只有具有第二組704的層板的層板序列將表示為方程29、方程30、方程31以及方程32。例如，方程29、方程30、方程31以及方程32的每個包括θ₁。θ₁存在于方程29、方程30、方程31以及方程32的每個中，因為列910表示第二組704在圖9的第一層板序列914中具有“1”。同樣，θ₂存在于方程29、方程30、方程31以及方程32的每個中，因為第二組704在圖9的第二層板序列916中具有“1”。第二組704不含有θ₄和θ₁₀，因為第二組704在圖9的層板序列4和層板序列10兩者中具有“0”。方程29、方程30、方程31以及方程32將與第一組702、第三組706以及第四組708的方程組合以構(gòu)成方程系統(tǒng)。

第三組706有四個疊層參數(shù)。因此，第三組706也有四個方程。第三組706的方程組可以是：

如所述的，表示第三組706的列912具有方程33、方程34、方程35以及方程36。方程33、方程34、方程35以及方程36的每個包括分數(shù)1/20。分數(shù)1/20與第三組706中的一個以上數(shù)目的層板的分數(shù)對應(yīng)。如在圖7至圖9中所示，第三組706有十二個層板。

在方程33、方程34、方程35以及方程36的每個中，層板角度θ_k僅存在于那些第三組706中存在有層板的層板序列中。換言之，只有具有第三組706的層板的層板序列將表示為方程33、方程34、方程35以及方程36。例如，方程33、方程34、方程35以及方程36的每個包括θ₁。θ₁存在于方程33、方程34、方程35以及方程36的每個中，因為第三組706在圖9的第一層板序列914中具有“1”。同樣，θ₂不存在于方程33、方程34、方程35以及方程36的任何一個中，因為第三組706在圖9的第二層板序列916中具有“0”。第三組706也沒有θ₆，因為第三組706在圖9的兩個層板序列6中具有“0”。方程33、方程34、方程35以及方程36將與第一組702、第二組704以及第四組708的方程組合以構(gòu)成方程系統(tǒng)。

第四組708有四個疊層參數(shù)。因此，第四組708也有四個方程。第四組708的方程組可以是：

如所述的，第四組708具有方程37、方程38、方程39以及方程40。方程37、方程38、方程39以及方程40的每個包括分數(shù)1/16。分數(shù)1/16與第四組708中的一個以上數(shù)目的層板的分數(shù)對應(yīng)。如在圖7至圖9中所示，第四組708有十六個層板。

在方程37、方程38、方程39以及方程40的每個中，層板角度θ_k僅存在于那些第四組708中存在有層板的層板序列中。換言之，只有具有第四組708的層板的層板序列將表示為方程37、方程38、方程39以及方程40。例如，方程37、方程38、方程39以及方程40的每個包括θ₁。θ₁不存在于方程37、方程38、方程39以及方程40的任何一個中，因為第四組708在圖9的第一層板序列914中具有“0”。同樣，θ₂不存在于方程37、方程38、方程39以及方程40的任何一個中，因為第四組708在圖9的第二層板序列916中具有“0”。第四組708在第四層板序列920、第五層板序列922以及第六層板序列924中具有“1”。因此，θ₅、θ₇和θ₈存在于方程37、方程38、方程39以及方程40每個中。

方程37、方程38、方程39以及方程40將與第一組702、第二組704以及第三組706的方程組合以構(gòu)成方程系統(tǒng)。通常，方程系統(tǒng)可以表示為：

其中，是疊層參數(shù)，其中，i是疊層參數(shù)指數(shù)，并且l是鋪層指數(shù)(面板組指數(shù))，而θ_s是層板角度，其中，s是層板序列號，并且其中，是層板指數(shù)，如果鋪層l中的層板存在于序列s中，則其為1，以及如果該層板不存在于序列s中，其為0。

在這些方程中，可通過對方程組41的各方程中的θ_s求解來確定每個層板的層板角度。在方程組26中，是在操作206中使用期望厚度和期望剛度分布確定的疊層參數(shù)。在各方程中的層板指數(shù)是在操作208中被確定的。

現(xiàn)在轉(zhuǎn)向圖3，示出了用于根據(jù)示例性實施方式確定復(fù)合結(jié)構(gòu)的鋪層的處理的流程圖的示圖。處理300可以是用于確定圖5A的層板布置509的處理。在一些示例性示例中，處理300可被用于形成圖1的飛機100的復(fù)合外殼120。

可通過接收復(fù)合結(jié)構(gòu)的期望厚度和期望剛度分布(操作302)開始處理300。復(fù)合結(jié)構(gòu)的模型可被分成多個面板(操作304)。

使用復(fù)合結(jié)構(gòu)的期望厚度和期望剛度分布來確定疊層參數(shù)的組以及多個面板中的每個面板的層板數(shù)量(操作306)。使用目標(biāo)函數(shù)確定多個面板中的每個層板的層板形狀。使用目標(biāo)函數(shù)確定多個面板中的每個層板的層板形狀包括：以相同數(shù)量的層板和相同的疊層參數(shù)的組對多個面板中的面板進行分組以形成多個組，并建立多個組的多個層板序列。多個組中的每個組的面板具有相同的鋪層。多個層板序列中的每個表示在多個面板中的至少一個面板的層板(操作308)。鋪層可表示貫穿面板的厚度的層板和每個層板角度的集合。

確定多個面板中的每一個層板的纖維角度。確定多個面板中的每一個層板的纖維角度包括：生成多個組的每個組的多個疊層參數(shù)的方程，將多個組的每個組的方程組合成系統(tǒng)，以及對在系統(tǒng)中的多個角度變量求解(操作310)。此后該處理終止。

現(xiàn)在轉(zhuǎn)向圖4，根據(jù)示例性實施方式示出了用于形成復(fù)合結(jié)構(gòu)的處理的流程圖的示圖。處理400可以是用于確定圖5A的層板布置509的處理。在一些示例性示例中，處理400可被用于形成圖1的飛機100的復(fù)合外殼120。

可通過接收復(fù)合結(jié)構(gòu)的期望厚度和期望剛度分布(操作402)開始處理400。在一些示例性示例中，復(fù)合結(jié)構(gòu)可以是非傳統(tǒng)的復(fù)合疊層結(jié)構(gòu)。

復(fù)合結(jié)構(gòu)的模型可被分成多個面板(操作404)。可使用復(fù)合結(jié)構(gòu)的期望厚度和期望剛度分布來確定疊層參數(shù)的組以及多個面板中的每一個面板的層板的數(shù)量(操作406)。可使用目標(biāo)函數(shù)來確定多個面板中的每一個層板的層板形狀(操作408)。可確定多個面板中的每個層板的纖維角度(操作410)?？筛鶕?jù)堆疊序列規(guī)則排列層板以形成層板布置，其中，堆疊序列規(guī)則包括對稱、將具有大于45度的差的纖維角度的層板分開或者避免層板聚集中的至少一種(操作412)?？筛鶕?jù)層板布置來鋪設(shè)復(fù)合材料以形成復(fù)合結(jié)構(gòu)，其中，復(fù)合結(jié)構(gòu)具有與期望剛度相等的剛度(操作414)。此后，該處理終止。

在一些示例性示例中，使用目標(biāo)函數(shù)來確定該多個面板中的每一個層板的層板形狀包括：以相同數(shù)量的層板和相同的疊層參數(shù)的組對多個面板的面板進行分組，以構(gòu)成多個組；建立該多個組的多個層板序列；并且確定多個層板序列的每個層板序列的層板形狀。在這些示例中，多個組的每個組的面板具有相同的鋪層。此外，在這些示例中，多個層板序列的每個表示在多個面板中的層板。

在一些示例性示例中，確定多個面板中的每一個層板的纖維角度包括生成多個組的每個組疊層參數(shù)的方程；將多個組的每個組的方程組合成一個系統(tǒng)；并且對在該系統(tǒng)中的多個角度變量求解。

在不同所述的實施方式中的流程圖和框圖示出了在示例性實施方式中的體系結(jié)構(gòu)、功能以及操作一些可能的實施方式的裝置和方法。在這點上，流程圖或框圖中的每個塊可以表示模塊、段、功能和/或操作或步驟的一部分。

在一些示例性實施方式的可替代方案中，在塊中示出的一種功能或多種功能可能不按照在圖中所示的順序進行。例如，在一些情況下，根據(jù)所涉及的功能性，可基本同時執(zhí)行連續(xù)示出的兩個塊，或者有時可以以相反的順序來執(zhí)行這些塊。此外，除了在流程圖或者框圖中所示的塊，還可以添加其它塊。

例如，在一些示例性示例中，處理200可隨后根據(jù)堆疊序列規(guī)則排列層板以形成層板布置。在一些示例性示例中，堆疊序列規(guī)則包括對稱、制造約束、將具有大于45度的差的纖維角度的層板分離以及避免層板聚集中的至少一個。

在一些示例性實施方式中，確定多個面板中的每一個層板的層板形狀包括：將所有多個面板上的連接層的數(shù)量最大化，其中，當(dāng)在多個面板的兩個相鄰面板之間存在公共層板時，存在連接層，并且其中，連接層的數(shù)量是連接層的總和。在一些說明性的示例中，確定多個面板中的每一個層板的層板形狀包括：限制具有相同幾何結(jié)構(gòu)的層板數(shù)量以少于疊層參數(shù)的數(shù)量。

在一些示例性示例中，處理200可還包括以相同的層板數(shù)量和相同的平面內(nèi)的疊層參數(shù)將多個面板的面板進行分組以形成多個組，其中，多個組的每個組的面板具有相同的鋪層。在一個示例性示例中，處理300可進一步包括建立多個組的多個層板序列，其中，多個層板序列的每個表示在復(fù)合結(jié)構(gòu)中的層板。在一些示例中，確定多個面板中的每一個層板的層板形狀可包括將所有多個組的層板邊界的總長度最小化。在一些示例中，該系統(tǒng)是欠定的并且多個解是可能的。在這些示例中，該方法可進一步包括基于所期望的堆疊序列或者與層板形狀匹配的纖維角度的至少一個來選擇多個解的一個。

在一些示例中，確定多個面板中的每一個層板的纖維角度包括：生成用于多個組的每個組的多個疊層參數(shù)的方程；將多個組的每個組的方程組合成一個系統(tǒng)；以及對在系統(tǒng)中的多個角度變量求解。在一個示例中，多個層板序列的數(shù)量等于至少多個組的數(shù)量乘以多個疊層參數(shù)的數(shù)量。在示例中，選擇多個層板序列的數(shù)量，使得對于在具有比多個疊層參數(shù)的數(shù)量少的層板的厚度差的多個組中的任何兩個組，存在至少等于多個疊層參數(shù)的數(shù)量的層板序列的數(shù)量，其中，該兩組具有存在狀態(tài)或者不存在狀態(tài)的不同層板。

現(xiàn)在轉(zhuǎn)向圖5A和圖5B，根據(jù)示例性實施方式示出制造環(huán)境的框圖的示圖。制造環(huán)境500可以是用于制造飛機501的至少一部分的環(huán)境。例如，制造環(huán)境500可以是設(shè)計或制造飛機501的復(fù)合結(jié)構(gòu)502的至少一種的環(huán)境。

在一些示例性示例中，圖1的飛機100可以是圖5B的飛機501的實際實施方式。在一些示例性示例中，圖1的復(fù)合外殼120可以是圖5B的復(fù)合結(jié)構(gòu)502的實際實施方式。

制造環(huán)境500的復(fù)合設(shè)計系統(tǒng)503可以被用于設(shè)計復(fù)合結(jié)構(gòu)502。在這種示例性示例中，可使用軟件、硬件、固件或其組合來執(zhí)行復(fù)合設(shè)計系統(tǒng)503。

當(dāng)使用軟件時，可使用例如，但不限于被配置為在處理器單元上運行的程序編碼來實現(xiàn)由復(fù)合設(shè)計系統(tǒng)503執(zhí)行的操作。當(dāng)使用固件時，可使用例如，但不限于在處理器單元上運行的程序編碼和存儲在永久性存儲器內(nèi)的數(shù)據(jù)來實現(xiàn)由復(fù)合設(shè)計系統(tǒng)503執(zhí)行的操作。

當(dāng)采用硬件時，硬件可包括操作用于執(zhí)行由復(fù)合設(shè)計系統(tǒng)503執(zhí)行的操作的一個或多個電路。根據(jù)實施方式，該硬件可采取以下形式：電路系統(tǒng)、集成電路、特定應(yīng)用集成電路(ASIC)、可編程邏輯設(shè)備，或者一些其它被配置為執(zhí)行任何數(shù)目的操作的適當(dāng)?shù)挠布愋汀?/p>

可編程邏輯設(shè)備可被配置為執(zhí)行某些操作。該設(shè)備可以被永久地配置成執(zhí)行這些操作，或者是可重新配置的?？删幊踢壿嬈骷梢圆扇∫韵滦问剑豪?，但不限于可編程邏輯陣列、可編程陣列邏輯、現(xiàn)場可編程邏輯陣列、現(xiàn)場可編程門陣列或一些其它類型的可編程硬件設(shè)備。

在一個示例性示例中，可以在計算機系統(tǒng)504中實現(xiàn)復(fù)合設(shè)計系統(tǒng)503。復(fù)合設(shè)計系統(tǒng)503可被用于設(shè)計復(fù)合結(jié)構(gòu)502。

復(fù)合結(jié)構(gòu)502可以是非傳統(tǒng)的疊層體505。在這些示例性示例中，非傳統(tǒng)的疊層體505可以是不具有傳統(tǒng)的鋪層的疊層體。當(dāng)復(fù)合結(jié)構(gòu)502是非傳統(tǒng)的疊層體505時，多個層板506可以具有非傳統(tǒng)的纖維角度，諸如除了0°、90°或±45°的纖維角度。復(fù)合結(jié)構(gòu)502可以具有期望厚度507和期望剛度分布508?？梢砸匀魏魏线m的形式提供期望剛度分布508。在一些示例性示例中，期望剛度分布508可被提供作為總厚度和平面內(nèi)疊層參數(shù)。在另一示例性示例中，期望剛度分布508可被提供作為傳統(tǒng)疊層體的總厚度以及給定層板角度的層板比例?？筛鶕?jù)示例性實施方式將非傳統(tǒng)的疊層體505設(shè)計成具有與傳統(tǒng)的疊層體相同的剛度分布508，傳統(tǒng)疊層體具有總厚度以及給定層板角度的層板比例。

在另一示例性示例中，期望剛度分布508可被提供作為給定纖維角度的層板數(shù)目以及層板厚度。在另一示例性示例中，期望剛度分布508可被提供作為特定的堆疊序列，其不僅包括層板數(shù)量和角度，還包括貫穿厚度的層板的順序。在另一示例性示例中，期望剛度分布508可被提供作為從之前的厚度、疊層參數(shù)或者層板數(shù)量數(shù)據(jù)的示例的其中一個產(chǎn)生的疊層體剛度矩陣，也被稱為ABD矩陣。根據(jù)經(jīng)典的疊層體理論，疊層體剛度矩陣涉及在疊層體內(nèi)的平面內(nèi)和彎曲負載到疊層體內(nèi)的平面內(nèi)張力和曲率。在一些示例性示例中，可以組合使用期望厚度507和期望剛度分布508以確定疊層參數(shù)的組。該疊層參數(shù)的組可以是平面內(nèi)疊層參數(shù)(A)、平面外疊層參數(shù)(D)，或者耦合疊層參數(shù)(B)中的至少一個。耦合疊層參數(shù)被用于定義B剛度矩陣，如果鋪層被限定為是對稱的，則該剛度矩陣為0。疊層參數(shù)的組可以是平面內(nèi)疊層參數(shù)的子集。

在一些示例性示例中，期望厚度507以及期望剛度分布508可被用于確定復(fù)合結(jié)構(gòu)502的模型510的層板布置509。模型510可以是復(fù)合結(jié)構(gòu)502的虛擬表示。模型510可以被分成多個面板511。

可基于期望厚度507和期望剛度分布508選擇多個面板511。在一些示例性示例中，多個面板511中的每個面板可具有相同的尺寸和形狀。在一些示例性示例中，多個面板511可具有多個形狀的至少一個或多個尺寸的至少一個。在一些示例性示例中，多個面板511中的每個面板可以為矩形。

多個面板511由多個層板512組成。多個層板512是多層復(fù)合材料的表現(xiàn)。多個層板512可以是復(fù)合結(jié)構(gòu)502的多個層板506的表現(xiàn)。

多個面板511可以被分成多個組513。多個組513的每個組可包括具有相同層板數(shù)量和相同疊層參數(shù)的組的多個面板511的很多面板。在一些示例性示例中，多個組513的組可僅包括一個面板。在一些示例性示例中，多個組513的組可包括一個以上的面板。在一些示例性示例中，如果多個面板中的每一個都相鄰，則多個面板511的很多面板可僅被分組。在一些示例性示例中，即使多個面板不相鄰，但是多個面板511的很多面板也可被分組。如在圖7中提供的示例所示。

如所述的，多個組513包括第一組514和第二組515。第一組514包括第一面板516和第二面板517。第一面板516具有層板的數(shù)量518以及疊層參數(shù)的組519。在一些示例性示例中，層板的數(shù)量518可表示在復(fù)合結(jié)構(gòu)502的各部分中的層板的數(shù)量。在一些示例性示例中，層板518的數(shù)量可以僅為將構(gòu)成復(fù)合結(jié)構(gòu)502的各部分的層板的數(shù)量的一半。當(dāng)僅模擬層板的數(shù)量的一半時，復(fù)合結(jié)構(gòu)502被假定是關(guān)于疊層中段平面對稱的，并且兩等分均被同時限定。

第二面板517具有層板的數(shù)量520和疊層參數(shù)的組521。在一些示例性示例中，層板的數(shù)量520可表示在復(fù)合結(jié)構(gòu)502的各部分中的層板的數(shù)量。在一些示例性示例中，層板的數(shù)量520可以僅為將構(gòu)成復(fù)合結(jié)構(gòu)502的各部分的層板數(shù)量的一半。

如所述的，第一面板516的層板的數(shù)量518可以與第二面板517的層板的數(shù)量520相同。第一面板516的疊層參數(shù)的組519可以與第二面板517的疊層參數(shù)的組521相同。因此，第一面板516和第二面板517將均具有鋪層522。鋪層522可以描述形成第一組514的多個層板的順序、纖維角度、層板形狀或其它特征中的至少一種。

如所述的，第二組515包括面板的數(shù)目523。面板的數(shù)目523可包括任何期望的面板的數(shù)量。在一些實施方式中，面板的數(shù)目523可包括一個面板。在一些示例性實施方式中，面板的數(shù)目523可包括多于一個的面板。在面板的數(shù)目523中的每個面板具有與在面板的數(shù)目523中的每個其它面板相同的層板的數(shù)量以及疊層參數(shù)的組。因此，在面板的數(shù)目523中的每個面板具有鋪層524。鋪層524可以描述形成第二組515的多個層板的順序、纖維角度、層板形狀或其它特征中的至少一種。

多個組513的數(shù)量525表示在多個組513中的組的數(shù)量。如所述的，多個組513的數(shù)量525是2。然而，多個組513的數(shù)量525可以是任何的期望值。在一些示例性示例中，數(shù)量525可以大于2。

可針對多個組513建立多個層板序列526。多個層板序列526可定位多個組513的多個層板512。多個層板序列526可被描述為用多個層板512填充的多個“槽(slot)”。在制造復(fù)合結(jié)構(gòu)502期間，存在于多個層板序列526的層板序列中的多個層板512的層板被同時鋪設(shè)。存在于多個層板序列526的相同層板序列中的多個層板512的所有存在的層板具有相同的纖維角度。在多個層板序列526的相同層板序列中的多個層板512的層板不需要是連續(xù)的。

多個層板512可以形成多個組513。盡管多個層板512形成多個組513，但是多個層板512中的每個層板可以不存在于多個組513的每一個中。多個層板512的一些可能僅存在于第一組514中。多個層板512的一些可能僅存在于第二組515中。多個層板512的一些可能存在于第一組514和第二組515兩者中。多個層板序列526的每個層板序列在多個組515的至少一個組中必須包括多個層板512的至少一個層板。

第一組514可能僅含有在多個層板序列526的子集中的層板。第二組516可能僅含有在多個層板序列528的子集中的層板。

多個層板序列526包括第一層板序列527、第二層板序列528，以及第三層板序列529。多個層板512的第一層板530存在于第一層板序列527中。第一層板530存在于鋪層522中而不是鋪層524中。換言之，第一層板530不存在與鋪層524中。

多個層板512的第二層板533存在于第二層板序列528中。第二層板533存在于鋪層524中而不是在鋪層522中。換言之，第二層板533不存在于鋪層522中。

多個層板512的第三層板536存在于第三層板序列529中。第三層板536存在于鋪層522和鋪層524兩者中。

在多個層板序列526中的多個層板512可具有層板形狀539。可使用目標(biāo)函數(shù)540選擇層板形狀539。在一些示例性示例中，層板形狀539可包括多于一種的形狀。多個層板512的各層板的層板形狀539可被包含各層板的多個組513的組影響。可以選擇層板形狀539，因此模型510具有復(fù)合結(jié)構(gòu)502的期望厚度507?？蛇x擇層板形狀539，因此多個組513的各組具有期望的層板的數(shù)量。

目標(biāo)函數(shù)540可以基于期望的條件541確定層板形狀539。期望的條件541可以是用于優(yōu)化目標(biāo)函數(shù)540的限制?？捎捎脩魜碓O(shè)置期望的條件541。期望的條件541可包括連通性542、重復(fù)的層板限制543、方程544，以及差545。重復(fù)的層板限制543、方程544，以及差545可能影響方程548的系統(tǒng)547的自由度546。方程548的系統(tǒng)547可在使用目標(biāo)函數(shù)540之后用于確定多個層板512的纖維角度549，以確定層板形狀539。具體地，在方程548的系統(tǒng)547中，多個層板序列526的每個層板序列可具有層板角度的變量。通過對特定層板序列526中的特定層板序列的層板角度變量的值進行求解，確定在每個層板序列中的所有層板的纖維角度。多個層板512的層板的纖維角度是來源于它們所屬的層板序列526的層板序列。

在一些示例性示例中，期望的條件541可包括最大戶的連通性542。在一些示例性示例中，可使用連接層的數(shù)量550來描述連通性542。連接層的數(shù)量550是橫跨所有多個面板511的連接層的總和。如果在相同的層板序列中的層板表示多個面板511的兩個相鄰的面板，則存在連接層。

在其它示例性示例中，可使用層板邊界長度551來描述連通性542。層板邊界是在一個層板序列中的兩個相鄰面板之間的邊界，其中，在相同層板序列中的一個面板中存在層板而在其它面板中不存在層板。層板邊界長度是層板的所有邊界的長度的總和。在一些示例性示例中，可通過將所有多個層板512上的層板邊界長度551最小化來描述最大化的連通性542。

在一些示例性示例中，可通過層板邊界長度551和層板面積552的函數(shù)來描述連通性542。層板面積552可以是在層板內(nèi)連接的多個面板511的所有面板的面積的總和。在一個示例性示例中，函數(shù)可通過每個層板的層板面積552劃分層板邊界長度551，并且可通過將所有多個層板518上的函數(shù)值的總和最小化來描述最大化的連接層550。

在一些示例性示例中，期望的條件541可包括控制自由度546的減小量553。自由度546可被多個重復(fù)的層板序列影響?？赏ㄟ^將重復(fù)的層板序列的量保持在重復(fù)的層板限制543以下來控制自由度546的減小量553。重復(fù)的層板限制543可以是覆蓋多個組513的組的相同子集的層板序列的最大數(shù)。這些重復(fù)的層板序列可用作子疊層?？捎莎B層參數(shù)的組來表示子疊層。如果描述子疊層的疊層參數(shù)的數(shù)量小于形成子疊層的層板序列數(shù)，則變量可發(fā)生變化，減小了在系統(tǒng)547中的自由度546。如果自由度546的數(shù)目小于方程554的數(shù)量，則系統(tǒng)547可能會變成超定(overdetermined)的。

在一些示例性示例中，期望的條件541可包括具有自由度546的期望值。自由度546可被方程544預(yù)期地影響。自由度546可以被多個組513的任何兩個組之間的厚度的差545以及被那些各組的存在的層板和不存在的層板之間的差影響。

雖然未被列出在期望的條件541下，對于多個層板序列526的每個層板序列來說也期望限制多個層板512中的至少一個層板。如果在多個層板序列526中的層板序列為空，則在系統(tǒng)547中的變量的數(shù)目將減小。減小系統(tǒng)547中的變量的數(shù)目將導(dǎo)致方程548多于求解變量的情況。方程多于多個角度變量559的情況將導(dǎo)致系統(tǒng)547是超定的(overdetermined)。

系統(tǒng)547可被用來確定多個層板序列526的纖維角度549，得到多個層板512的每個層板的纖維角度549。系統(tǒng)547可包括方程548。方程548的數(shù)量554可等于在系統(tǒng)547中的多個疊層參數(shù)556中的疊層參數(shù)的總量555。系統(tǒng)547中的多個疊層參數(shù)556的總量555是多個組513的數(shù)量525與多個組513的每個組的疊層參數(shù)的數(shù)量557的乘積。使用多個疊層參數(shù)556、纖維角度549，以及層板形狀539來形成方程548。

在一些示例性示例中，多個組513的各組可具有疊層參數(shù)的數(shù)量557。多個組513的各組的疊層參數(shù)的數(shù)量557可以為四。在這些示例性示例中，方程548的數(shù)量554以及多個疊層參數(shù)556的總量555可以是多個組513的數(shù)量525的四倍。

方程548的數(shù)量554可以影響求解系統(tǒng)547的能力。在一些示例性示例中，其它特征的期望值可被方程548的數(shù)量554影響。

例如，可選擇多個層板序列526的數(shù)量558大于方程548的數(shù)量554。自由度546的數(shù)目必須等于或者小于多個層板序列526的數(shù)量558。如果自由度546的數(shù)目小于方程548的數(shù)量554，則將不能求解方程548的系統(tǒng)547。當(dāng)自由度546小于方程548的數(shù)量554，則方程548的系統(tǒng)547是超定的。

如果方程548的系統(tǒng)547是不確定的，則多個解是可能的。如果多個解是可能的，則基于期望的堆疊序列來選擇這些解中的一個。如果多個解是可能的，則可基于纖維角度與層板形狀有多匹配來選擇這些解中的一個，或者基于上述兩者來選擇這些解中的一個。例如，0°的纖維角度比90°的纖維角度更好地用于與0°方向?qū)?zhǔn)的長、窄的層板形狀。

作為另一示例，自由度546的量可能被存在的重復(fù)的層板序列585減小。重復(fù)的層板序列585是具有相同形狀的層板的層板序列。如果一種類型的重復(fù)的層板序列585的重復(fù)體586的數(shù)量大于多組513的各組的疊層參數(shù)的數(shù)量557時，自由度546的減小量553等于重復(fù)體586的數(shù)量與多組513的各組的疊層參數(shù)的數(shù)量557之間的差。自由度546的總量可隨后等于多個層板序列526的數(shù)量558減去重復(fù)的層板序列585的每個的自由度546的減小量553。如果自由度546的數(shù)量小于方程548的數(shù)量554，則方程548的系統(tǒng)547將不被求解。然而作為另一示例，方程548的系統(tǒng)547能夠在多個組513中建立組的任何子集，其該組的子集的系統(tǒng)547中的自由度546的數(shù)目必須大于該組的子集的方程548的數(shù)量554。

可針對多個疊層參數(shù)556生成方程548。方程548還可包括多個角度變量559。多個組513的方程548可被組合成系統(tǒng)547。此后，可求解系統(tǒng)547以確定多個角度變量559中的各角度值。

在一些示例性示例中，可求解系統(tǒng)547以確定在多個組513中的所有組中的所有層板的角度。在具有層板的數(shù)量518的第一組514中的第一面板516的鋪層522可表示復(fù)合結(jié)構(gòu)502的整個部分。鋪層522可包括具有纖維角度的層板，該纖維角度與存在于多個層板序列526的層板序列中的第一組514中的那些層板對應(yīng)。當(dāng)層板518的數(shù)量表示復(fù)合結(jié)構(gòu)502的整個部分時，在第一面板516的每個層板可具有不同的纖維角度。

在另一示例性示例中，可對系統(tǒng)547進行求解以確定多個組513的各組的僅一半的角度。例如，可求解系統(tǒng)547以確定第一面板516的第一半560的角度。當(dāng)求解系統(tǒng)547以確定第一半560的角度時，第一面板516的第一半560中的每個層板可具有不同的纖維角度。當(dāng)求解系統(tǒng)547以確定第一半560的角度時，第一面板516的第二半561可包括具有與第一半560中的纖維角度相同的角度的層板。例如，第二半561可以是第一半560的鏡像以形成對稱的疊層體。

通過求解目標(biāo)函數(shù)540，可確定多個層板512的層板形狀539。通過求解方程548的系統(tǒng)547，可確定多個層板序列526的纖維角度549，從而限定層板512的纖維角度。

如所述的，層板形狀539可以包括第一層板形狀562、第二層板形狀563，以及第三層板形狀564。第一層板形狀562是在第一層板序列527中的第一層板530的形狀。如所述的，第一層板530存在于鋪層522中而不存在于鋪層524中。因此，第一層板形狀562可基本上與第一組514的形狀相同。

第二層板形狀563是在第二層板序列528中的第二層板533的形狀。如所述的，第二層板533存在于鋪層524中而不存在于鋪層522中。因此，第二層板形狀563可以基本上與第二組515的形狀相同。在這種示例性示例中，第一層板形狀562和第二層板形狀563是不同的。

第三層板形狀564是在第三層板序列529中的第三層板536的形狀。如所述的，第三層板536存在于鋪層522和鋪層524兩者中。因此，第三層板形狀564基本上與第一組514和第二組515組合的形狀相同。在這種示例性示例中，第三層板形狀563可不同于第一層板形狀562和第二層板形狀563兩者。

第一層板530、第二層板533以及第三層板536僅是多個層板512的層板的示例性示例。盡管第一層板形狀562、第二層板形狀563，以及第三層板形狀564的每個是不同于在一些示例性示例中的第一層板形狀562、第二層板形狀563，以及第三層板形狀564的每個的其它形狀，但是多個層板512中的層板可具有基本相同的形狀。

例如，在其它實施方式中，第一層板530可存在于鋪層522和鋪層524兩者中。在這些實施方式中，第一層板形狀562將與第三層板形狀564基本相同。作為另一示例，第一層板530反而會存在于鋪層524中而不是鋪層522中。在這種示例中，第一層板形狀562將與第二層板形狀563基本相同。

在使用目標(biāo)函數(shù)540確定層板形狀之后，可使用方程548的系統(tǒng)547確定纖維角度549?？赏ㄟ^求解多個角度變量559來確定纖維角度549。在這種示例性示例中，纖維角度549包括第一纖維角度565、第二纖維角度566，以及第三纖維角度567。第一纖維角度565可以是在第一層板序列527中的第一層板530的纖維角度。第二纖維角度566可以是在第二層板序列528中的第二層板533的纖維角度。第三纖維角度567可以是在第三層板序列529中的第三層板536的纖維角度。

在一些示例性示例中，第一纖維角度565可以不同于在第一纖維角度549中的其它每個纖維角度。例如，第一纖維角度565可以不同于第二纖維角度566和第三纖維角度567。

在使用系統(tǒng)547確定多個角度變量559的值之后，堆疊序列規(guī)則576可被用于形成層板布置509。在一些示例性示例中，如果多個疊層參數(shù)556包括平面內(nèi)和平面外疊層參數(shù)，則不能使用堆疊序列規(guī)則576。在這些示例性示例中，多個層板序列526的順序可以與層板布置509相同。

在其中多個疊層參數(shù)556僅是平面內(nèi)疊層參數(shù)的示例性示例中，堆疊序列規(guī)則576可被用于形成層板布置509。層板布置509可以反映其中在制造期間鋪設(shè)多個層板512的順序。堆疊序列規(guī)則576可包括對稱578、分離580、制造約束582以及避免具有相似的纖維角度的層板聚集584。

在多個面板511的每個面板中，對稱578是可取的。具體地，期望多個面板511的每個面板是關(guān)于中心平面對稱的。例如，當(dāng)在第一面板516中存在對稱578時，第一半560可以是第二半561關(guān)于中心平面的鏡像。

分離580可以描述將具有大于特定度數(shù)差的纖維角度549的多個層板512分開。例如，將在鋪層中相鄰的具有大于閾值角度581的纖維角度549的多個層板512的層板分開是可取的。閾值角度581具有任何期望值。在一些示例性示例中，閾值角度581可以是45度。將具有大于45度的纖維角度549的鋪層中的多個層板512的層板分開可避免高的層間應(yīng)力(interlaminar stresses)。當(dāng)每個層板具有相差了大于各相鄰層板的纖維角度的閾值角度581的纖維角度時，分離580是可取的?？蛇x擇非45度的閾值角度581。例如，閾值角度581可以是50度、55度、60度，或者任何其它期望的值。

制造約束582可包括用于制造的期望的條件。例如，在多個層板序列526的多個層板序列上設(shè)置相同的纖維角度是不可取的。組合具有相同層板角度的層板序列是可取的，并且它的層板形狀不重疊以使待編程和檢查的層板序列的數(shù)量最小化。

避免層板聚集584可描述具有在鋪層中相鄰于彼此的基本相似的纖維角度的層板的布置。具有相同纖維角度的層板聚集體可導(dǎo)致疊層體易于發(fā)生分層。在一些示例性示例中，期望具有相同纖維角度的層板與彼此分離。因此，避免層板聚集584是可取的。

通過根據(jù)堆疊序列規(guī)則576排列多個層板512而形成層板布置509?？筛鶕?jù)層板布置509來鋪設(shè)復(fù)合結(jié)構(gòu)502。因此，多個層板506可以是按照與模型510的層板布置509中的多個層板512相同的順序。

通過使用目標(biāo)函數(shù)540確定層板形狀539以及使用系統(tǒng)547選擇纖維角度549，所得的復(fù)合結(jié)構(gòu)502可具有期望的混合水平、期望厚度507，以及期望剛度分布508。此外，通過使用堆疊序列規(guī)則576形成層板布置509，制造復(fù)合結(jié)構(gòu)502不會占用非期望的時間量。使用堆疊序列規(guī)則576以形成層板布置509可以通過避免不需要的故障模式(諸如分層)得到高品質(zhì)的疊層體。

計算機系統(tǒng)504可以包括復(fù)合疊層體設(shè)計器590、層板形狀優(yōu)化器592、纖維角度選擇器594，以及層板排列器596。在該示例性示例中，可以以軟件、硬件、固件或其組合來執(zhí)行復(fù)合疊層體設(shè)計器590。當(dāng)使用軟件時，可以用程序代碼執(zhí)行由復(fù)合疊層體設(shè)計器590執(zhí)行的操作，該程序代碼被配置為在諸如處理器單元的硬件上運行。當(dāng)使用固件時，由復(fù)合疊層體設(shè)計器590執(zhí)行的操作可以以程序代碼和數(shù)據(jù)執(zhí)行，并且被存儲在永久性存儲器中以在執(zhí)行單元上運行。當(dāng)采用硬件時，該硬件可包括操作以執(zhí)行在復(fù)合疊層體設(shè)計器590中的操作的電路。

復(fù)合疊層體設(shè)計器590接收復(fù)合結(jié)構(gòu)502的期望厚度507和期望剛度分布508，將復(fù)合結(jié)構(gòu)502的模型510分成多個面板511，并且使用復(fù)合結(jié)構(gòu)502的期望厚度507和期望剛度分布508確定疊層參數(shù)的組以及多個面板的各面板的層板的數(shù)量。復(fù)合疊層體設(shè)計器590進一步將多個面板511的面板分成相同數(shù)量的層板以及相同的疊層參數(shù)的組，以形成多個組513，其中，多個組513的每個組的面板具有相同的鋪層。復(fù)合疊層體設(shè)計器590可進一步建立多個組513的多個層板序列526，其中，多個層板序列526的每個表示在復(fù)合結(jié)構(gòu)502中的至少一個層板。

在這個示例性示例中，可以用軟件、硬件、固件或其組合來實現(xiàn)層板形狀優(yōu)化器592。當(dāng)使用軟件時，可以以程序代碼實現(xiàn)由層板形狀優(yōu)化器592執(zhí)行的操作，該程序代碼被配置為在諸如處理器單元的硬件上運行。當(dāng)使用固件時，可以用程序代碼和存儲在永久性存儲器中的數(shù)據(jù)實現(xiàn)由層板形狀優(yōu)化器592執(zhí)行的操作，以在執(zhí)行單元上運行。當(dāng)采用硬件時，該硬件可包括操作以執(zhí)行在層板形狀優(yōu)化器592中的操作的電路。

層板形狀優(yōu)化器592使用目標(biāo)函數(shù)540確定多個面板511的每個層板的層板形狀539。層板形狀優(yōu)化器592可將所有多個組513上的層板邊界長度551最小化。層板形狀優(yōu)化器592可將所有多個面板511上的連接層數(shù)量550最大化。連接層是多個面板511的兩個相鄰面板之間的公共層板。連接層數(shù)量550可以是連接層的總和。

在該示例性示例中，可以用軟件、硬件、固件或其組合來實現(xiàn)纖維角度選擇器594。當(dāng)使用軟件時，可以用程序代碼實現(xiàn)由纖維角度選擇器594執(zhí)行的操作，該程序代碼被配置為在諸如處理器單元的硬件上運行。當(dāng)使用固件時，由纖維角度選擇器594執(zhí)行的操作可以用程序代碼和存儲在永久性存儲器中的數(shù)據(jù)實現(xiàn)，以在執(zhí)行單元上運行。當(dāng)采用硬件時，該硬件可包括操作以執(zhí)行在纖維角度選擇器594中的操作的電路。

纖維角度選擇器594確定多個面板511的每個層板的纖維角度，使得復(fù)合結(jié)構(gòu)502的模型510具有等于期望剛度分布508的剛度。纖維角度選擇器594可生成多個組513的每個組的疊層參數(shù)的組521的方程548，將多個組513的每個組的方程548組合成一個系統(tǒng)547，并且對系統(tǒng)547中的多個角度變量559求解。

在這個示例性示例中，可以用軟件、硬件、固件或其組合來實現(xiàn)層板排列器596。當(dāng)使用軟件時，可以用程序代碼實現(xiàn)由層板排列器596執(zhí)行的操作，該程序代碼被配置為在諸如處理器單元的硬件上運行。當(dāng)使用固件時，可以用程序代碼和存儲在永久性存儲器中的數(shù)據(jù)來實現(xiàn)由層板排列器596執(zhí)行的操作，以在執(zhí)行單元上運行。當(dāng)采用硬件時，該硬件可包括操作以執(zhí)行在層板排列器596中的操作的電路。

層板排列器596可根據(jù)堆疊序列規(guī)則576排列多個層板512以形成層板布置509。堆疊序列規(guī)則576可以包括對稱578、具有大于45度的差的纖維角度549的層板分開580或者避免層板聚集584的至少一種。

對圖5A和圖5B中的制造環(huán)境500的說明并不旨在暗示對其中執(zhí)行示例性實施方式的方法的物理或結(jié)構(gòu)的限制。除了或者代替示出的組件，還可使用其它組件。某些組件可以是不必要的。此外，示出塊以說明一些功能性組件。當(dāng)執(zhí)行示例性實施方式時，這些塊的一個或多個可被組合、拆分，或者合并成或劃分成不同的塊。

例如，盡管多個組513僅描述了第一組514和第二組515，但是多個組513可包括任何期望的數(shù)目的組。在一些示例性示例中，多個組513可包括兩個以上的組。

作為另一示例，盡管描述了第一組514僅具有第一面板516和第二面板517，但是第一組514可具有任何期望的數(shù)目的面板。在一些示例性示例中，第一組514可僅具有一個面板。在其它示例性示例中，第一組514可具有兩個以上的面板。作為另一示例，盡管描述了第一層板序列527僅具有第一層板530，但是第一層板序列527可能具有在與不相鄰的組對應(yīng)的多個層板512中的多個非連續(xù)的層板。

現(xiàn)在轉(zhuǎn)向圖6，根據(jù)示例性實施方式描述了復(fù)合結(jié)構(gòu)的模型的二維視圖的示圖。視圖600可以是復(fù)合結(jié)構(gòu)(諸如圖1的機翼102的復(fù)合外殼122)的模型602的二維視圖。模型602被分成多個面板604。多個面板604可以是圖5A的多個面板511的實施方式。多個面板604具在多個面板604的每個上表示的層板的數(shù)量606。在一些示例性示例中，層板的數(shù)量606可以是形成多個面板604的每個的期望厚度的層板的實際數(shù)目。例如，多個面板604的面板608可具有30個層板。當(dāng)形成復(fù)合結(jié)構(gòu)時，由面板608表示的復(fù)合結(jié)構(gòu)的部分可具有30個層板。在一些其它示例性示例中，層板的數(shù)量606可僅為將形成復(fù)合結(jié)構(gòu)的層板的數(shù)目的一半。例如，如在視圖600中所示，面板608可具有30個層板。然而，當(dāng)形成復(fù)合結(jié)構(gòu)時，由面板608表示的復(fù)合結(jié)構(gòu)的部分可具有60個層板。在一些示例性示例中，面板608可表示復(fù)合結(jié)構(gòu)的相應(yīng)部分的第一半。所得的復(fù)合結(jié)構(gòu)的第二半可具有與第一半相同類型的層板。例如，復(fù)合結(jié)構(gòu)的第一半和第二半可以是關(guān)于中心平面對稱的。在一些示例性示例中，當(dāng)確定多個面板604的堆疊序列時，可考慮面板608的對稱性。在一些示例性示例中，面板608僅表示復(fù)合結(jié)構(gòu)的第一半，以簡化層板形狀的優(yōu)化性以及針對層板方向的計算。

如所述的，多個面板604的每個是矩形的。然而，多個面板604可以是任何期望的形狀。例如，在一些示例性示例中，多個面板604可以是三角形。在一些示例性示例中，多個面板604可以具有一個以上的形狀。

此外，如所述的，多個面板604的每個是基本上相同的尺寸。在其它示例性示例中，多個面板604可以是不止一個尺寸。

現(xiàn)在轉(zhuǎn)向圖7，根據(jù)示例性實施方式示出面板的多個組的示圖。多個組700可以是在圖6的正方形7內(nèi)的多個面板604的子集的視圖。多個組700包括第一組702、第二組704、第三組706，以及第四組708。第一組702可具有十二個相鄰的面板。如所述的，在第一組702中的每個面板具有十四個層板。在第一組702中的每個面板具有基本相同的疊層參數(shù)的組。

第二組704可具有八個相鄰的面板。如所述的，在第二組704中的每個面板可具有十八個板層。在第二組704中的每個面板也具有基本相同的疊層參數(shù)的組。

第三組706可以具有七個面板。如所述的，在第三組706中的七個面板的六個是相鄰的。然而，面板710不接觸第三組706的任何其它面板。如所述的，在第三組706中的每個面板可具有二十個層板。在第三組706中的每個面板可具有基本相同的疊層參數(shù)的組。在這個示例中，選擇面板710與在組706中的其它七個面板進行分組。在其它示例中，面板710被認為是單獨的組。

第四組708可具有三個連續(xù)的面板。如所述的，在第四組708中的每個面板可具有十六個層板。在第四組708中的每個面板具有基本相同的平面內(nèi)疊層參數(shù)。

現(xiàn)在轉(zhuǎn)向圖8，根據(jù)示例性實施方式示出了面板的多個組的示圖。視圖800是由多個連接層804表示的具有多個連接的面板802的多個組700的視圖。在這個示例性示例中，由點表示多個連接層804。多個連接層804的每個連接層可以是由相同層板覆蓋的多個組700的兩個面板的公用邊。例如，連接層806是第一組702的面板808與面板810之間的共用邊。如所述的，多個連接的面板802覆蓋多個組。例如，連接層812是第一組的面板808與第四組708的面板814之間的共用邊。如所述的，多個連接的面板802是覆蓋第一組702、第二組704，以及第四組708的層板的連接的面板。如所述的，多個連接的面板802包括三十六個連接層804。

多個連接的面板802僅是單個層板的連接的面板的數(shù)量和位置的單個示例性示例。然而，每個層板將具有其相應(yīng)的尺寸和形狀。每個層板的連接層的數(shù)量可與其尺寸和形狀相關(guān)。雖然多個連接的面板802被描述為覆蓋了多個組，但是多個連接的面板的其它示例性示例可僅覆蓋單個組的連接面板。

在復(fù)合結(jié)構(gòu)中橫跨所有層板序列的所有連接層的總數(shù)被稱為連接層數(shù)量。將復(fù)合結(jié)構(gòu)中的連接層數(shù)量最大化是可取的。通過增大在復(fù)合結(jié)構(gòu)中的連接層的數(shù)量，所得的復(fù)合結(jié)構(gòu)可具有更高的混合度，這使得它更易于制造。

現(xiàn)在轉(zhuǎn)向圖9，根據(jù)示例性實施方式示出面板的多個組的層板序列的示圖。視圖900是以圖表形式表示的多個層板序列。圖表902包括五列。第一列904可提供層板序列號的表示。

第二列906表示組成圖7的第一組702的面板中的鋪層。第二列906的行中的“1”表示在由第一列904表示的各層板序列中存在圖7的第一組702中的層板。當(dāng)在第二列906的行中顯示“1”時，在第一組702的各層板序列中存在層板。第二列906的行中的“0”表示在由第一列904表示的各層板序列中不存在圖7的第一組702中的層板。當(dāng)在第二列906的行中顯示“0”時，在第一組702的各層板序列中不存在層板。在第二列906中的層板的總數(shù)可等于圖7的第一組702的層板的總數(shù)。在一些示例性示例中，在第二列906中的層板的總數(shù)可等于圖7的第一組702的層板的總數(shù)的一半。

第三列908表示圖7的第四組708。第三列908的行中的“1”表示在由第一列904表示的各層板序列中存在圖7的第四組708中的層板。當(dāng)在第三列908的行中顯示“1”時，在圖7的第四組708的各層板序列中存在層板。第三列908的行中的“0”表示在由第一列904表示的各層板序列中不存在圖7的第四組708中的層板。當(dāng)在第三列908的行中顯示“0”時，在圖7的第四組708的各層板序列中不存在層板。在第三列908中的層板的總數(shù)可等于圖7的第四組708的層板的總數(shù)。在一些示例性示例中，在第三列908中的層板的總數(shù)可等于圖7的第四組708的層板的總數(shù)的一半。

第四列910表示圖7的第二組704。第四列910的行中的“1”表示在由第一列904表示的各層板序列中存在圖7的第二組704中的層板。當(dāng)在第四列910的行中顯示“1”時，在圖7的第二組704的各層板序列中存在層板。第四列910的行中的“0”表示在由第一列904表示的各層板序列中不存在圖7的第二組704中的層板。當(dāng)在第四列910的行中顯示“0”時，在圖7的第二組704的各層板序列中不存在層板。在第四列910中的層板的總數(shù)可等于圖7的第二組704的層板的總數(shù)。在一些示例性示例中，在第四列910中的層板的總數(shù)可等于圖7的第二組704的層板的總數(shù)的一半。

第五列912表示圖7的第三組706。第五列912的行中的“1”表示在由第一列904表示的各層板序列中存在圖7的第三組706中的層板。當(dāng)在第五列912的行中顯示“1”時，在圖7的第三組706的各層板序列中存在層板。第五列912的行中的“0”表示在由第一列904表示的各層板序列中不存在圖7的第三組706中的層板。當(dāng)在第五列912的行中顯示“0”時，在圖7的第三組706的各層板序列中不存在層板。在第五列912中的層板的總數(shù)可等于圖7的第三組706的層板的總數(shù)。在一些示例性示例中，在第五列912中的層板的總數(shù)可等于圖7的第三組706的層板的總數(shù)的一半。

如所述的，在第一組702、第二組704，以及第三組706中將存在第一層板序列914中的層板。在這個示例性示例中，在第一組702和第二組704中將存在第二層板序列916中的層板。因此，第一層板序列914中的層板的形狀將與第二層板序列916中的層板的形狀不同。

如所述的，在第一組702、第二組704，以及第三組706中將存在第三層板序列918中的層板。因此，第一層板序列914中的層板的形狀將與第三層板序列918中的層板的形狀基本相同。

如圖所示，第四層板序列920、第五層板序列922、第六層板序列924、第七層板序列926、第八層板序列928、第九層板序列930、第十層板序列932，以及第十一層板序列934是重復(fù)層板。在本例中，重復(fù)數(shù)量為八。在本例中，如果在疊層參數(shù)的組中的疊層參數(shù)的數(shù)量為四，則重復(fù)數(shù)量將方程的系統(tǒng)的自由度的數(shù)目減小了四。

如所述的，多個層板序列的數(shù)量936描述了圖7的多個組700的層板序列的數(shù)量。如所述的，數(shù)量936是二十二個層板序列?？苫诖纬傻膹?fù)合結(jié)構(gòu)的疊層參數(shù)的數(shù)量來選擇多個層板序列的數(shù)量936。

在一些示例性示例中，圖表902可以包括更多或更少的列。例如，當(dāng)在模型中存在更多組時，在圖表902中會存在附加的列。例如，為了計算模型602的多個面板604的各面板的所有層板角度，圖表902還可包括至少第五組。圖表902還可以包括諸如第六組、第七組，或者任何其它期望數(shù)目的組的更多組。

此外，盡管僅描述了二十二個層板序列，但是在圖表902中可能存在更多或更少的層板序列。隨著在至少一個組中增大的組數(shù)或者增大的層板數(shù)，可存在更多的層板序列。例如，如果第一組702包括三十個層板，則必然存在超過二十二個層板序列。同樣，如果圖表902還包括第五組、第六組、第七組，以及第八組，則可存在超過二十二個層板序列，因此，存在所需數(shù)量的自由度用于方程的系統(tǒng)。

現(xiàn)在轉(zhuǎn)向圖10，根據(jù)示例性實施方式示出了層板布置的分解視圖的示圖。層板布置1000可以是圖5A的層板布置509的分解三維表示。層板布置1000可具有多個層板序列1004中的多個層板1002。圖6的多個面板604的每個面板可包含多個層板1002的至少一個層板。

現(xiàn)在轉(zhuǎn)向圖11，根據(jù)示例性實施方式示出了在層板序列中的層板的示圖。視圖1100可以是圖10的多個層板序列1004中的多個層板1002的一部分的視圖。在某些示例性示例中，示圖1100可以是在圖10中的括號11-1內(nèi)的視圖。如所述的，視圖1100可包括多個層板序列1104中的多個層板1102。多個層板序列1104包括第一層板序列1106、第二層板序列1108、第三層板序列1110、第四層板序列1112、第五層板序列1114、第六層板序列1116、第七層板序列1118，以及第八層板序列1120。第一層板序列1106與圖9中的層板序列936對應(yīng)。如圖9所示，在第一層板序列1106中存在圖7的第三組706。在第一層板序列1106中存在層板1121和層板1122。層板1122具有層板形狀1123以及標(biāo)記1124。標(biāo)記1124可指示多個面板的哪個面板包括在層板1122中。標(biāo)記1124僅用于參考目的。

第二層板序列1108與圖9中的層板序列21對應(yīng)。如圖9所示，在第二層板序列1108中存在圖7的第二組704和第三組706。在第二層板序列1108中存在層板1125和層板1126。層板1126具有層板形狀1127和標(biāo)記1128。標(biāo)記1128可以指示多個面板的哪個面板包括層板1126。如所述的，層板1126比層板1122包括在更多的面板中?？赏ㄟ^比較標(biāo)記1124與標(biāo)記1128看出面板的數(shù)目之差。此外，還可通過比較層板形狀1123與層板形狀1127看出面板的數(shù)目之差。

第三層板序列1110與圖9中的層板序列20對應(yīng)。如圖9所示，在第三層板序列1110中存在圖7的第二組704、第三組706，以及第四組708。在第三層板序列1110中存在層板1130。層板1130具有層板形狀1131和標(biāo)記1132。標(biāo)記1132可指示多個面板的哪個面板包括層板1130。

第四層板序列1112與圖9的層板序列19對應(yīng)。如圖9所示，在第四層板序列1112中存在圖7的第二組704、第三組706和第四組708。如所述的，層板1130可包括在與層板1136相同的面板中。因此，層板形狀1131和層板形狀1134大致相同。

第五層板序列1114與圖9的層板序列18對應(yīng)。如圖9所示，在第五層板序列1110中存在圖7的第二組704、第三組706，以及第四組708。如所述的，第四層板序列1112中的層板1136的層板形狀1134以及第五層板序列1114中的層板1140的層板形狀1138與層板1130的層板形狀1131大致相同。如所述的，第三層板序列1110、第四層板序列1112、第五層板序列1114，以及第六層板序列1116是重復(fù)的層板序列?？赏ㄟ^觀察在圖11中的層板形狀來確定重復(fù)的層板序列。還可通過觀察在圖9中出現(xiàn)的1和0來確定重復(fù)的層板序列?？上拗浦貜?fù)的層板序列使得所得的方程系統(tǒng)是可解的。

層板序列的數(shù)目以及在疊層參數(shù)的組中的疊層參數(shù)的數(shù)量可限制在模型中具有相同層板形狀的層板的數(shù)目。具有相同層板形狀的層板可作為不期望的子疊層體。如果在子疊層體中的層板的數(shù)量大于待匹配的疊層參數(shù)的數(shù)量，則這是不期望的。在子疊層體中的層板的數(shù)量可減小用于確定層板角度的方程的系統(tǒng)的自由度的數(shù)目。

現(xiàn)在轉(zhuǎn)向圖12，根據(jù)示例性實施方式示出了數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的框圖的示圖。數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)1200可以用于執(zhí)行在圖5B中的計算機系統(tǒng)504。如所述的，數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)1200包括通信結(jié)構(gòu)1202，其提供了在處理器單元1204、存儲設(shè)備1206、通信單元1208、輸入/輸出單元1210以及顯示器1212之間的通信。在一些情況下，可實現(xiàn)通信結(jié)構(gòu)1202作為總線系統(tǒng)。

處理器單元1204被配置為執(zhí)行軟件的指令來執(zhí)行多個操作。處理器單元1204根據(jù)實施方式可以包括多個處理器、多處理器核心，和/或一些其它類型的處理器。在某些情況下，處理器單元1204可以采取硬件單元的形式，如電路系統(tǒng)、應(yīng)用專用集成電路(ASIC)、可編程邏輯設(shè)備，或一些其它合適類型的硬件單元。

由處理器單元1204運行的用于操作系統(tǒng)的指令、應(yīng)用和/或程序可被定為于存儲設(shè)備1206中。存儲設(shè)備1206可以通過通信結(jié)構(gòu)1202與處理器單元1204進行通信。如本文所使用的，存儲設(shè)備(也被稱為計算機可讀存儲設(shè)備)是能夠在瞬時和/或永久性的基礎(chǔ)上存儲信息的任何一塊硬件。此信息可以包括但不限于，數(shù)據(jù)、程序代碼，和/或其它信息。

存儲器1214和永久性存儲器1216是存儲設(shè)備1206的示例。存儲器1214可以采取例如隨機存取存儲器或一些易失性或非易失性類型的存儲設(shè)備。永久性存儲器1216可包括任何數(shù)量的組件或設(shè)備。例如，永久性存儲器1216可以包括硬盤驅(qū)動器、閃存、可重寫光盤、可重寫磁帶，或以上的一些組合。由永久性存儲器1216使用的介質(zhì)可以是或者不可以是可移除的。

通信單元1208允許數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)1200與其它數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)和/或設(shè)備進行通信。通信單元1208可使用物理和/或無線通信鏈路提供通信。

輸入/輸出單元1210允許從連接到數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)1200的其它設(shè)備接收輸入以及將輸出發(fā)送至連接到數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)1200的其它設(shè)備。例如，輸入/輸出單元1210可允許通過鍵盤、鼠標(biāo)，和/或一些其它類型的輸入設(shè)備接收用戶輸入。作為另一示例，輸入/輸出單元1210可允許將輸出發(fā)送到與數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)1200連接的打印機。

顯示器1212被配置為給用戶顯示信息。顯示器1212可以包括，例如，但不限于，監(jiān)視器、觸摸屏、激光顯示器、全息顯示器、虛擬顯示設(shè)備，和/或一些其它類型的顯示設(shè)備。

在該示例性示例中，可由處理器單元1204使用計算機可執(zhí)行的指令來執(zhí)行不同的示例性實施方式的處理。這些指令可以被稱為程序代碼、計算機可用程序代碼或者計算機可讀程序代碼，并且可以通過一個或多個處理器在處理器單元1204讀取和執(zhí)行。

在這些示例中，程序代碼1218以函數(shù)形式位于可選擇移除的計算機可讀介質(zhì)1220中，并且可以被加載到或者傳送到數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)1200用于處理器單元1204的執(zhí)行。程序代碼1218與計算機可讀介質(zhì)1220一起形成計算機程序產(chǎn)品1222。在該示例性示例中，計算機可讀介質(zhì)1220可以是計算機可讀存儲介質(zhì)1224或計算機可讀信號介質(zhì)1226。

計算機可讀存儲介質(zhì)1224是被用于存儲程序代碼1218的物理的或有形的存儲設(shè)備，而不是傳播或傳輸程序代碼1218的媒介。例如，計算機可讀存儲介質(zhì)1224可以是，但不限于，連接到數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)1200的光盤或磁盤或永久性存儲設(shè)備。

可替代地，可以利用計算機可讀信號介質(zhì)1226將程序代碼1218轉(zhuǎn)移到數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)1200。例如，計算機可讀信號介質(zhì)1226可以是包含程序代碼1218的傳播數(shù)據(jù)信號。該數(shù)據(jù)信號可以是電磁信號、光信號，和/或可經(jīng)由物理和/或無線通信鏈路進行傳輸?shù)囊恍┢渌愋偷男盘枴?/p>

圖12中的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)1200的說明并不旨在提供其中執(zhí)行示例性實施方式的方法的結(jié)構(gòu)限制。可以在數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)中實現(xiàn)不同的示例性實施方式，該數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)包括包括除了或代替那些所示用于數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)1200的組件的組件。此外，在圖12中所示的組件可從所示的示例性示例進行變化。

現(xiàn)在轉(zhuǎn)向圖13，根據(jù)示例性實施方式示出制造環(huán)境的框圖的示圖。制造環(huán)境1300可以是5A和圖5B的制造環(huán)境500的一部分的實現(xiàn)。

制造環(huán)境1300包括復(fù)合結(jié)構(gòu)1302。復(fù)合結(jié)構(gòu)302可以是由具有非傳統(tǒng)的角度1308的多個層板1306形成的復(fù)合疊層1304。多個層板1306的每個具有被配置成將所有的多個層板1306的層板邊界1312的總長度最小化的相應(yīng)形狀1310的各形狀。復(fù)合疊層體1304具有等于傳統(tǒng)復(fù)合疊層體1318的期望剛度1316的剛度1314。

可按照常規(guī)使用傳統(tǒng)的復(fù)合疊層體1318。然而，用復(fù)合疊層體1304代替?zhèn)鹘y(tǒng)復(fù)合疊層體1318是可取的。例如，復(fù)合疊層體具有小于傳統(tǒng)復(fù)合疊層體1318的厚度1322的厚度1320。與傳統(tǒng)復(fù)合疊層體1318相比較，減小的厚度還可減小復(fù)合疊層體1304的重量。在一些示例性示例中，復(fù)合疊層體1304可以是飛機1328的機翼1326的機翼外殼1324。具有厚度1320以減小飛機1328的重量1330是可取的。

傳統(tǒng)的復(fù)合疊層體1318可以由具有傳統(tǒng)角度1332的多個層板1331組成。在某些示例性示例中，可取的是用復(fù)合疊層體1304代替?zhèn)鹘y(tǒng)復(fù)合疊層體1318，使得在復(fù)合疊層體1304中不存在一個或多個傳統(tǒng)角度1332(諸如，0、+45、-45、或90的至少一個)。

復(fù)合疊層體1304可包括多個面板1334。多個面板1334可由多個層板1306組成。多個面板1334的每個面板與相鄰的面板共用至少一個層板。例如，如果第一面板1336和第二面板1338是相鄰的，則第一面板1336和第二面板1338可共用多個層板1306的至少一個層板。

可將多個面板1334分成多個組1340。多個組1340的每個組包含復(fù)合疊層體1304的第一表面1342的各部分。例如，多個組1340的第一組1344可包含第一表面1342的各部分1346。作為另一示例，多個組1340的第二組1348可包含第一表面1342的各部分1350。在某些示例性示例中，圖7可以是多個組1340和第一表面1342的一部分的圖示。

多個組1340的每個組的各鋪層與多個組1340的每個其它組的各鋪層不同。例如，第一組1344的鋪層可不同于第二組1348的鋪層。例如，對于具有比疊層參數(shù)的數(shù)量更少的層板的厚度差的多個組1340中的任何兩個組來說，該兩個組具有僅存在于至少等于疊層參數(shù)的數(shù)量的兩個組的一個中的層板的數(shù)量。疊層參數(shù)可以是圖5B的多個疊層參數(shù)556。在某些示例性示例中，疊層參數(shù)的數(shù)量可以是圖5B的數(shù)量557。

例如，如果厚度1352和厚度1354具有比疊層參數(shù)的數(shù)量更少的層板的差，則第一組1344和第二組1348至少具有僅在至少等于疊層參數(shù)的數(shù)量的第一組1344或者第二組1348中的層板的數(shù)量。例如，如果存在六個疊層參數(shù)并且厚度1352與厚度1354之間的差小于六個層板，則存在僅在第一組1344或者僅在第二組1348中發(fā)現(xiàn)的至少六個層板。作為另一示例，如果存在四個疊層參數(shù)，并且厚度1352與厚度1354之間的差小于四個層板，則存在僅在第一組1344或者僅在第二組1348中發(fā)現(xiàn)的至少四個層板。

在一些示例性示例中，多個面板的第一半面板的每個層板具有與第一半面板的每個其它層板不同的纖維角度值。例如，多個面板1334的第一面板1336的第一半1374的每個層板具有與第一面板1336的第一半1374的每個其它層板不同的纖維角度值。

復(fù)合疊層體1304可以具有包含多個層板1306的多個層板序列1356。多個層板序列1356的數(shù)量1358等于至少多個組1340的數(shù)量1360乘以疊層參數(shù)。

多個層板1306可根據(jù)多個組1340的哪個組包含各相應(yīng)層板來具有相應(yīng)形狀1310。多個層板1306還可根據(jù)多個面板1334的形狀來具有相應(yīng)形狀1310。在某些示例性示例中，多個面板1334的至少一個面板可以是矩形。例如，第二面板1338可以是矩形1362。在一些示例性示例中，多個層板1306中的至少一個層板可具有矩形邊緣1364。

當(dāng)復(fù)合疊層體1304是飛機機翼1326的機翼外殼1324時，多個面板1334的面板的寬度可以是兩個相鄰的機翼1326的縱梁之間的距離。例如，至少一個第一面板1336或者第二面板1338可具有等于多個縱梁1372的第一縱梁1368和第二縱梁1370之間的距離1366的寬度。

在圖1和圖6至圖13所示的不同的組件可以與圖5A和圖5B中的組件組合，用于圖5A和圖5B的組件，或者其兩者的結(jié)合。此外，在圖1和圖6至圖13的一些組件可以是說明在圖5A和圖5B中以方框形式示出的組件是如何被執(zhí)行作為物理結(jié)構(gòu)的示例。

可在圖14中所示的飛機制造和維護方法1400以及在圖15中所示的飛機1500的上下文中描述本公開內(nèi)容的示例性實施方式。首先轉(zhuǎn)向圖14，根據(jù)示例性實施方式以框圖的形式示出飛機制造和維護方法的示圖。在生產(chǎn)前，飛行器制造和維護方法1400可以包括圖15的飛機1500的規(guī)格和設(shè)計1402以及材料采購1404。

在生產(chǎn)期間，發(fā)生圖15的飛機1500的組件和子部件制造1406以及系統(tǒng)集成1408。此后，圖15的飛機1500可以經(jīng)過認證和交付1410以便投入使用1412。當(dāng)由投入使用1412時，圖15的飛機1500被調(diào)度進行日常維修和維護1414，其可包括修改、重新配置、翻新和其它維護或維修。

可由系統(tǒng)集成商、第三方和/或操作員執(zhí)行或?qū)嵤╋w行制造和維護方法1400的每個處理。在這些示例中，操作者可以是客戶。對于本說明書的目的，系統(tǒng)集成商可包括，但不限于任何數(shù)目的飛機制造商和主系統(tǒng)分包商；第三方可以包括，但不限于，任意數(shù)量的銷售商、分包商和供應(yīng)商；并且操作者可以是航空公司、租賃公司、軍事實體、服務(wù)組織等。

現(xiàn)參考圖15，以其中執(zhí)行示例性實施方式的框圖形式示出飛機的示圖。在本示例中，通過圖14的飛機制造和維護方法1400制造飛機1500，并且飛機1500可包括具有系統(tǒng)1504和機艙1506的機身1502。系統(tǒng)1504的示例包括一個或多個推進系統(tǒng)1508、電氣系統(tǒng)1510、液壓系統(tǒng)1512，以及環(huán)境系統(tǒng)1514。可包括任何數(shù)目的其它系統(tǒng)。盡管示出了航空的示例，但是不同的示例性實施方式可以應(yīng)用于其它工業(yè)，如汽車工業(yè)。

在圖14的飛機制造和維護方法1400的至少一個階段期間可采用在本文中所包含的裝置和方法。在飛機1500的規(guī)格和設(shè)計1402期間以及組件和子部件制造1406期間可使用一個或多個示例性實施方式。例如，可在規(guī)格和涉及1402期間使用示例性實施方式設(shè)計飛機1500的復(fù)合結(jié)構(gòu)。此外，可在組件和子部件制造1406期間使用所得的層板布置形成復(fù)合結(jié)構(gòu)。

示例性實施方式提供了用于確定復(fù)合結(jié)構(gòu)的鋪層完全匹配規(guī)定的厚度和剛度分布的方法和裝置。具體地，示例性實施方式提供了用于確定非傳統(tǒng)的復(fù)合結(jié)構(gòu)的鋪層完全匹配規(guī)定的厚度和剛度分布的方法和裝置。

在示例性示例中，使用目標(biāo)函數(shù)確定復(fù)合結(jié)構(gòu)中的層板形狀。在期望的條件下可求解目標(biāo)函數(shù)。期望的條件可包括在填充所有層板序列的同時將連接性最大化。通過期望的連接性，負載可如期望地被轉(zhuǎn)移通過復(fù)合組件。此外，通過期望的連接性，減小了制造時間。

重復(fù)的層板序列的數(shù)目可以被限制。可以通過控制差以及以下層板序列的數(shù)目的方程來控制自由度。

具有多個疊層參數(shù)和多個角度變量的方程形成系統(tǒng)?？汕蠼庀到y(tǒng)以確定復(fù)合結(jié)構(gòu)的每個層板的纖維角度。

使用示例性實施方式，非傳統(tǒng)的疊層體板可被設(shè)計成具有期望的連接性。此外，通過使用示例性實施方式，復(fù)合結(jié)構(gòu)的設(shè)計和布局可能花費較少的時間。使用示例性示例的涉及和布局比在測試之后不斷完善的傳統(tǒng)的設(shè)計處理花費的時間少。更進一步地，由于機器的停機時間更少，更大的機械效率，或者層板形狀優(yōu)化中的至少一個，因此由示例性示例設(shè)計的復(fù)合結(jié)構(gòu)的鋪層處理可能花費較少的時間。

不同的示例性實施方式可以采用以下形式：完全硬件的實施方式、完全軟件的實施方式，或者包含硬件元件和軟件元件兩者的實施方式。例如，一些實施方式是以軟件執(zhí)行的，其包括，但不限于，諸如固件、固有軟件，以及微代碼的形式。

此外，不同的實施方式可以采取計算機程序產(chǎn)品的形式，其通過或者連接執(zhí)行指令的計算機或者設(shè)備或者系統(tǒng)，從提供用于使用的程序代碼的計算機可使用的或者計算機可讀的介質(zhì)進行訪問。對于本公開內(nèi)容的目的，計算機可用的或者計算機可讀介質(zhì)通常是能夠包含、存儲、通信、傳播，或者通過或結(jié)合執(zhí)行指令的系統(tǒng)、裝置或者設(shè)備傳輸用于使用的程序的有形裝置。

計算機可用或計算機可讀介質(zhì)可以是，例如，但不限于電子、磁、光、電磁、紅外，或半導(dǎo)體系統(tǒng)，或傳播介質(zhì)。計算機可讀介質(zhì)的非限制性示例包括半導(dǎo)體或固態(tài)存儲器、磁帶、可移動計算機磁盤、隨機存取存儲器(RAM)、，只讀存儲器(ROM)、剛性磁盤，以及光盤。光盤可以包括壓縮盤—只讀存儲器(CD-ROM)，壓縮盤-讀/寫(CD-R/W)以及DVD。

此外，計算機可用或計算機可讀介質(zhì)可以含有或存儲計算機可讀或計算機可用程序代碼，使得當(dāng)在計算機上執(zhí)行計算機可讀或計算機可用程序代碼時，該計算機可讀或計算機可用程序代碼的執(zhí)行使得計算機通過通信鏈路發(fā)送另一計算機的可讀或計算機可用程序代碼。該通信鏈路可以使用例如，但不限于物理的或無線的介質(zhì)。

適于存儲和/或執(zhí)行計算機可讀或計算機可用程序代碼的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)將包括通過通信光纖(如系統(tǒng)總線)直接或間接耦合到存儲器元件的一個或多個處理器。存儲器元件可以包括在實際執(zhí)行程序代碼期間使用的本地存儲器、大容量存儲器，以及高速緩存存儲器，其提供至少一些計算機可讀或計算機可用程序代碼的瞬時存儲，以減少在執(zhí)行代碼期間可從從大容量存儲器中檢索的次代碼的次數(shù)。

輸入/輸出或I/O設(shè)備可被直接耦合到該系統(tǒng)或者通過居間I/O控制器耦合到該系統(tǒng)。這些設(shè)備可包括，例如，但不限于，鍵盤、觸摸屏顯示器，以及指點設(shè)備。不同的通信適配器也可以耦合到系統(tǒng)以使數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)通過居間的私人或公共網(wǎng)絡(luò)耦合到其它數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)、遠程打印機，或者存儲設(shè)備。調(diào)制解調(diào)器和網(wǎng)絡(luò)適配器的非限制性的示例僅僅是幾個當(dāng)前可用的通信適配器類型。

不同的示例性實施方式的描述是出于說明和描述的目的，并且不旨在窮盡或限制公開的形式的實施方式。不同的示例性示例描述執(zhí)行動作或操作的組件。在示例性實施方式中，組件可被配置成執(zhí)行所描述的動作或操作。例如，該組件可以具有用于提供組件來執(zhí)行在示例性示例中如由組件正在執(zhí)行所描述的動作或操作的能力的結(jié)構(gòu)的配置或設(shè)計。

對本技術(shù)領(lǐng)域中的普通技術(shù)人員來說，許多修改和變化將是顯而易見的。另外，相較于其它期望的實施方式，不同的示例實施方式可以提供不同的特征。選中并且描述了所選擇的一種實施方式或者多種實施方式，以對各種實施方式的原理和實際應(yīng)用進行最佳解釋，并且能夠使得本領(lǐng)域的其它普通技術(shù)人員理解本公開中做出各種變形以適于設(shè)定的具體應(yīng)用的各種實施方式。