王共冬
,
陈彦海
,
邱福生
玻璃钢/复合材料
doi:10.3969/j.issn.1003-0999.2009.02.001
一般针对复合材料层合板铺层优化设计的研究多侧重于算法的研究,没有考虑到铺层知识对铺层的约束.本文建立了基于启发式知识和自适应遗传算法的复合材料层合板铺层优化模型,采用带置信度的IF-THEN模糊表达方式表达层合板铺层启发式知识,以蔡-希尔(Tsai-Hill)强度准则建立自适用遗传算法的适应度函数,在原有约束的基础上增加了铺层启发式知识约束.算例应用上述模型求解层合板的最佳铺层顺序,并将该结果和没有应用铺层知识约束的优化结果进行比较,证明了该模型的优越性和实用性.
关键词:
复合材料
,
启发式知识
,
铺层顺序
,
自适用遗传算法
,
优化
穆朋刚
,
赵美英
,
陈鹏飞
,
万小朋
玻璃钢/复合材料
doi:10.3969/j.issn.1003-0999.2007.06.004
本文将蚁群算法引入到复合材料层合板铺层顺序的优化设计中,对给定各角度铺层数的层合板进行优化设计.本文采用遗传算法(GA)中的整数编码方法,将层合板的铺层顺序优化问题转化为求解旅行商问题(TSP),接着为满足工程实际的需要,对基本蚁群算法作了适当修改,以提高优化效率及性能.算例结果表明,对于确定层合板最佳铺层顺序的这种离散变量优化问题,蚁群算法是一种行之有效的方法,且编程简单、可移植性好,对工程结构优化设计有一定的参考价值.
关键词:
蚁群算法
,
层合板
,
铺层顺序
,
优化
张鹏飞
,
金海波
复合材料学报
建立了有效的复合材料层合板结构冲击损伤分析方法,层合板面内损伤采用改进的Chang/Chang失效准则做判据,得到面内各类损伤形式.层间损伤采用与Mixed-Mode粘接元等效的TIEBREAK接触模拟.利用此分析方法,从复合材料薄壁结构设计需要出发,研究了在低能量冲击下,铺层的层间角度、铺层方向、铺层重叠对层合板结构冲击损伤阻抗的影响规律,并对它们的综合影响进行了总体分析,得到了能提高层合板结构损伤阻抗的铺层顺序设计指导.最后用该设计指导对某种铺层结构进行了重新设计和有限元模拟,验证了该设计指导的可行性和有效性.
关键词:
冲击损伤
,
分层损伤
,
TIEBREAK接触
,
铺层顺序
,
损伤阻抗
金朋
,
宋笔锋
,
钟小平
,
安伟刚
复合材料学报
实现了基于几何因子的复合材料层合板建模,解决了几何因子与Natran的参数输入问题,并根据工艺约束中的最小铺层比例对几何因子可行空间进行了推导补充.在此基础上,提出了一种基于几何因子和Nastran的复合材料气动弹性剪裁优化设计方法.首先以总厚度和几何因子作为设计变量以及以Nastran作为求解器,以强度、刚度、颤振和发散速度以及几何因子相关性约束作为约束条件进行结构寻优,得到最优的铺层总厚度和几何因子.其次,以最优几何因子作为目标,进行铺层结构逆问题求解,约束条件为复合材料铺层工艺约束.因几何因子为铺层厚度和铺层顺序的表达式,与传统的多级优化相比,以几何因子作为设计变量可以避免铺层厚度和铺层顺序的解耦,进而获得更大的设计空间,且得到的铺层结构可以满足工艺约束.最后,对一矩形悬臂复合材料层合板进行剪裁设计,使得铺层结构满足气动弹性约束且质量最小.结果显示,运用该优化方法可以得到质量更小且满足工艺约束的铺层结构.
关键词:
复合材料
,
优化
,
几何因子
,
气动弹性剪裁
,
铺层顺序
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
沈帆
,
王钧
,
蔡浩鹏
玻璃钢/复合材料
doi:10.3969/j.issn.1003-0999.2012.01.008
实验研究了在E/D =4(边距/孔径),W/D=5(宽度/孔径)的3种铺层[90/+ 45/- 45/0]s,[ 90/0/+ 45/- 45]s,[+45/-45/90/0]a的玻璃纤维/环氧复合材料试样在不同的扭矩和垫片尺寸(外径(Dw)/内径(D))下的静态破坏强度.实验结果表明,试样破坏强度随夹持力增大而增大,但增加趋势不断减弱,在5Nm扭矩下三种铺层的强度分别比其销钉连接增大175％,196％,141％；在销钉连接下,[90/+45/- 45/0]s铺层强度比[90/0/+ 45/- 45]s铺层高12.7％,[+45/- 45/90/0]s铺层强度比[90/+45/- 45/0]s铺层高10.8％；在手动拧紧下[90/+45/-45/0]a铺层强度比[90/0/+45/-45]s铺层高3.5％,而[ +45/-45/90/0]s铺层强度比[90/+45/-45/0]a铺层高0.37％；垫圈的外内径比在2～3范围内,试样强度伴随外内径比的增大而增大,在3～4时,强度变化很小.
关键词:
复合材料
,
螺栓连接
,
铺层顺序
