層合板結(jié)構(gòu)的振動(dòng)和穩(wěn)定性分析及其優(yōu)化設(shè)計(jì).pdf

1、復(fù)合材料因具有比強(qiáng)度高，比剛度大,材料性能可設(shè)計(jì)等優(yōu)點(diǎn)而在航空航天，汽車船舶等工業(yè)中被廣泛的應(yīng)用?，F(xiàn)代航空航天工業(yè)的發(fā)展對飛行器提出了強(qiáng)動(dòng)力、高載荷的要求，這也對結(jié)構(gòu)的振動(dòng)特性和穩(wěn)定性提出了更高的要求。復(fù)合材料層合板是飛行器的主要承載構(gòu)件。層合板鋪設(shè)角度和鋪層順序的改變會對結(jié)構(gòu)性能造成顯著影響，因此分析結(jié)構(gòu)參數(shù)對振動(dòng)特性和穩(wěn)定性的影響有著重要的實(shí)際意義。本文針對層合板的振動(dòng)分析、穩(wěn)定性分析和結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)展開了研究。
　　首先，對層

2、合板自由振動(dòng)的固有頻率進(jìn)行了分析。本文采用有限元方法計(jì)算層合板的固有頻率。通過數(shù)值分析驗(yàn)證了該方法計(jì)算結(jié)果的精確性，并分析了鋪層數(shù)，鋪設(shè)角度，鋪設(shè)方式，邊界條件對固有頻率的影響。結(jié)果表明：采用本文計(jì)算方法來求解不同邊界條件下的層合板固有頻率可獲得足夠精確的結(jié)果；鋪設(shè)角度，鋪設(shè)方式和邊界條件均對層合板的固有頻率有不同程度的影響。
　　其次，對層合板的穩(wěn)定性進(jìn)行了分析。本文采用經(jīng)典層合理論結(jié)合穩(wěn)定性理論的方法推導(dǎo)出了受單向壓縮載荷和剪

3、切載荷作用的層合板臨界屈曲載荷計(jì)算方法。通過數(shù)值分析驗(yàn)證了理論計(jì)算的精確性，并分析了長寬比，彈性模量比，跨厚比，鋪設(shè)角度和邊界條件對單向壓縮臨界載荷的影響。結(jié)果表明：該方法對求解層合板的臨界失穩(wěn)載荷有較高的精確度；層合板的長寬比，彈性模量比，跨厚比，鋪設(shè)角度和邊界條件均對層合板的穩(wěn)定性有不同程度的影響。
　　最后，對層合板的頻率和穩(wěn)定性進(jìn)行雙目標(biāo)優(yōu)化。以層合板自由振動(dòng)的第一階固有頻率和單向壓縮臨界載荷為目標(biāo)函數(shù)，采用改進(jìn)的遺傳算法