孙士平
,
赖余东
航空材料学报
doi:10.3969/j.issn.1005-5053.2011.2.012
研究了周期性夹芯蜂窝体胞尺寸对夹芯板刚度性能、一阶频率的影响规律.以夹芯均匀化等效的夹芯板模型为基准,定义无量纲尺寸影响因子,描述不同蜂窝尺寸夹芯板性能相对均匀化等效模型基准值的变化趋势,量化蜂窝尺寸的影响程度.采用有限元数值方法,开展了不同尺寸、不同构型以及不同边界条件下蜂窝夹芯板性能的比较分析.计算结果表明:夹芯板的刚度性能与频率具有尺寸效应,当夹芯尺寸与蜂窝尺寸比值大于12,蜂窝尺寸的影响程度趋于平缓减弱,当蜂窝尺寸与夹芯尺寸相当时,蜂窝尺寸的影响非常明显,其影响程度与边界条件及蜂窝构型显著相关.
关键词:
尺寸效应
,
尺寸影响因子
,
夹芯板
,
蜂窝体胞
,
均匀化方法
孙士平
,
张卫红
复合材料学报
doi:10.13801/j.cnki.fhclxb.201503.002
针对复合材料层合板频率优化问题,结合可行规则法和直接搜索模拟退化算法,提出了一种自适应模拟退火(SA)改进算法.层合板优化目标是基频、频率带隙以及给定基频和带隙约束的层合板厚度.设计变量包括铺层角度和铺层数两种离散变量.改进算法的自适应新点产生模块采用依赖温度的动态调整搜索半径,改善了直接搜索模拟退化(DSA)算法易陷入局部极值的缺陷,而可行规则法的引入提高了SA算法求解约束问题的效率和简易性.采用Ritz法进行频率响应分析以考虑弯扭耦合影响.不同铺层数、角度增量和长宽比时的层合板3类算例结果显示:改进算法能有效求解层合板频率优化,可获得更多或更好的铺层顺序全局优化解.
关键词:
层合板
,
模拟退火
,
频率优化
,
铺层顺序
,
里兹法
孙士平
,
曾庆龙
,
胡政
复合材料学报
doi:10.13801/j.cnki.fhclxb.20160328.010
采用广义微分求积(GDQ)法开展了不同边界条件下承受面内线性变化载荷作用复合材料层合板振动与屈曲的分析与优化.针对GDQ法求解面内线性变化载荷工况复合材料层合板屈曲问题存在计算振荡、不收敛现象,提出载荷扰动策略实现了GDQ法对复合材料层合板屈曲问题的稳定高效求解.基于基础圆频率和临界屈曲载荷系数的归一化指标,分析了铺层角度对复合材料层合板综合性能的影响,并结合直接搜索模拟退火算法开展了复合材料层合板的铺层顺序优化.结果表明:铺层角度变化对屈曲性能的影响明显强于频率特性;面内线性变化载荷中,以弯曲载荷作用下复合材料层合板的优化综合性能受边界条件变化的影响最小,而优化铺层角度受边界条件变化的影响最大.研究结果为复杂载荷作用下复合材料层合板的设计提供了参考.
关键词:
复合材料层合板
,
广义微分求积法
,
面内线性变化载荷
,
优化设计
,
屈曲
孙士平
,
邓同强
,
胡政
玻璃钢/复合材料
为有效设计丝束变角度(VAT)层合板的频率性能,首先基于纤维方向角的线性变化定义建立了VAT层合板参数化有限元模型,开展了VAT层合板频率性能的参数化研究;其次,基于纤维轨迹的周期性特征,对比分析了VAT层合板不同长宽比和厚度对频率性能的影响;最后,结合序列响应面方法,完成了不同边界下最优化VAT层合板频率特性的纤维轨迹参数设计.计算结果表明,VAT层合板的一阶频率基本不受纤维参考方向角影响,而优化纤维参考方向角能有效提高一二阶频率带隙;特征长度对频率特性的影响随长宽比增大而衰减;越薄的VAT层合板其频率特性受纤维轨迹的影响越大.研究结果为VAT层合板的频率性能设计提供了参考.
关键词:
丝束变角度层合板
,
频率优化
,
纤维轨迹
,
响应面方法
