朱亮
,
蓝友泽
,
徐志伟
复合材料学报
以复合材料层合板各单层连续变化的铺层角度为设计变量, 在有限元软件中对层合板结构的基频进行优化分析, 在四边简支和固支两种不同的边界条件下, 结构的基频分别提高了4.9%和16.2%, 并对优化前后结构的静力失效强度进行了对比分析。随后将这种优化方法应用到某无人机复合材料机翼格栅结构中, 针对格栅结构蒙皮和肋板共计24个纤维铺层角度进行了优化设计, 使结构基频提高了10.6%, 同时结构的承载能力也有了一定程度的提高。
关键词:
复合材料
,
格栅结构
,
纤维铺层角度
,
频率优化
,
强度分析
,
飞机机翼
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
,
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
