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《復(fù)合材料加筋壁板的結(jié)構(gòu)布局優(yōu)化設(shè)計》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。
1、第42卷第1期2010年2月南京航空航天大學(xué)學(xué)報JournalofNanjingUniversityofAeronautics&Astronautics復(fù)合材料加筋壁板的結(jié)構(gòu)布局優(yōu)化設(shè)計張鐵亮丁運亮(南京航空航天大學(xué)飛行器先進設(shè)計技術(shù)國防重點學(xué)科實驗室，南京，210016)VoI．42No．1Feb．2010摘要：一個二級優(yōu)化設(shè)計方法被用于復(fù)合材料加筋壁板的結(jié)構(gòu)布局優(yōu)化設(shè)計。第一級對加筋壁板的主要截面尺寸進行優(yōu)化，著重把筋條間距作為設(shè)計變量，其中討論了各設(shè)計變量與結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性之間的關(guān)系，以及結(jié)構(gòu)質(zhì)量與結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性和剛度之間的關(guān)系。第二級以提高結(jié)構(gòu)的屈曲因子為目標(biāo)函數(shù)，采用遺傳算法進行固
2、定鋪層教下的鋪層順序優(yōu)化。在優(yōu)化的過程中．應(yīng)用軟件MSC．Patran／Nastran進行具體的結(jié)構(gòu)有限元分析，保證計算的準(zhǔn)確性，同時也考慮了設(shè)計規(guī)則和生產(chǎn)工藝等方面對復(fù)合材料結(jié)構(gòu)的要求。計算結(jié)果表明，采用二級優(yōu)化設(shè)計的方法是可行的。關(guān)鍵詞：復(fù)合材料加筋壁板；布局優(yōu)化；屈曲；遺傳算法；生產(chǎn)工藝中圖分類號：V214．8文獻標(biāo)識碼：A文章編號：1005—2615(2010)01一O008一05StructuralLayoutOptimizationofCompositeStiffenedPanelZhangTieliang，DingYunliang(KeyLaboratoryofFun
3、damentalScienceforNationalDefense-AdvancedDesignTechnologyofFlightVehicle，NanjingUniversityofAeronautics&Astronautics，Nanjing．210016。China)Abstract：Abi—leveldesignmethodisusedtoprovidethestructurallayoutoptimizationofthecompositestiffenedpanel．Thefirstleveloptimizescrosssectionalmaindimensions
4、．Thenumberofribsisempha—sizedondesignvariables．Therelationshipbetweentheeverydesignvariableandthestructuralstabili—ty，andtherelationshipamongthemass，thestructuralstabilityandthestructuralstiffnessaredis—cussed．Thesecondleveloptimizesthelaminatestackingsequenceonthefixedlayerquantityandusesagen
5、eticalgorithm(GA)forimprovingthestructuralbucklingfactor．MSC．Patran／Nastransoftwareisusedinthewholeprocessoftheoptimizationandthebuckinganalysisisaccurate．Manufacturingcon—straintsandpracticaldesignrulesarealsoconsideredinthemethod．Resultsshowthatthebi—levelopti—maldesignmethodisfeasible．Keywo
6、rds：compositestiffenedpanel；layoutoptimization；buckling；geneticalgorithm；manufacturingconstraints怎樣減少飛機的結(jié)構(gòu)重量，是飛機設(shè)計師百年來一直追求的目標(biāo)。復(fù)合材料由于其比強度和比剛度高，抗疲勞抗腐蝕性能好和其剪裁設(shè)計的靈活性，受到了廣泛的關(guān)注。復(fù)合材料在飛機結(jié)構(gòu)中應(yīng)用的比例越來越大[1]，從尾翼逐漸擴展到機翼和機身。加筋壁板結(jié)構(gòu)的失效模式眾多，結(jié)構(gòu)的失穩(wěn)會導(dǎo)致結(jié)構(gòu)大變形進而導(dǎo)致結(jié)構(gòu)失效。目前國內(nèi)外的一些設(shè)計部門仍以結(jié)構(gòu)屈曲載荷作為設(shè)計許用載荷，保持穩(wěn)定性是加筋壁板設(shè)計的主要依據(jù)。怎樣設(shè)
7、計才能夠在滿足一定載荷的穩(wěn)定性要求的前提下盡量減輕結(jié)構(gòu)質(zhì)量，是設(shè)計者一直考慮的問題。目前對于加筋壁板的設(shè)計主要采用半經(jīng)驗半理論的設(shè)計方法。但是隨著計算機技術(shù)的快速發(fā)展和工程優(yōu)化設(shè)計方法的不斷完善，復(fù)合材料結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計已經(jīng)從簡單的層板設(shè)計拓展到加筋壁板設(shè)計[2．6]。但是之前的學(xué)者都是在筋條間距確定的條收稿日期：2009—03—03；修訂日期：2009—07—01作者簡介：張鐵亮．男．博士研究生．1983年7月生；丁運亮(聯(lián)系人)，男，教授，博士生導(dǎo)師，E—mail：d
