基于二次開發(fā)的復(fù)合材料優(yōu)化技術(shù)研究.pdf

1、復(fù)合材料與金屬材料相比不僅僅具有強(qiáng)度高、剛度大等優(yōu)點(diǎn)，而且可以通過控制鋪層厚度、鋪層方向等方法來改變材料的性能，使產(chǎn)品性能得到充分發(fā)揮，讓材料設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)達(dá)到高度統(tǒng)一。針對(duì)飛機(jī)復(fù)合材料結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)，在保證飛機(jī)的承載能力不變情況下，通過優(yōu)化復(fù)合材料的鋪層比例和鋪層次序，可以大幅度降低飛機(jī)的質(zhì)量，從而降低飛機(jī)的生產(chǎn)成本。因此復(fù)合材料在飛機(jī)上的使用，是飛機(jī)在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上的重大突破。如何針對(duì)復(fù)合材料進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)則是這個(gè)重大突破必須解決的關(guān)鍵性

2、難題。本文以復(fù)合材料機(jī)翼為研究對(duì)象，對(duì)該結(jié)構(gòu)進(jìn)行參數(shù)優(yōu)化，得到質(zhì)量最輕且滿足承載能力的復(fù)合材料機(jī)翼。主要做了如下工作：
　?。?）利用理論推導(dǎo)結(jié)合工程實(shí)際，得到復(fù)合材料層合板結(jié)構(gòu)計(jì)算軸壓屈曲載荷的工程計(jì)算方法，分別運(yùn)用工程方法與有限元法，對(duì)不同厚度和尺寸的層合板結(jié)構(gòu)屈曲載荷計(jì)算結(jié)果進(jìn)行對(duì)比。
　　（2）選擇適用于復(fù)合材料機(jī)翼翼盒優(yōu)化的技術(shù)路線，運(yùn)用商業(yè)軟件進(jìn)行鋪層次序優(yōu)化，建立復(fù)合材料尺寸優(yōu)化鋪層庫。
　　（3）針對(duì)復(fù)

3、合材料機(jī)翼翼盒粗模型，本文進(jìn)行了前處理檢查和模型預(yù)分析檢查，以確保模型的正確性。針對(duì)機(jī)翼實(shí)際工況多、計(jì)算時(shí)間長的難題，本文利用單值包線法，對(duì)該機(jī)翼進(jìn)行嚴(yán)重工況挑選，以減少計(jì)算時(shí)間，最后運(yùn)用商業(yè)軟件進(jìn)行尺寸優(yōu)化。
　　（4）利用TCL/TK腳本語言二次開發(fā)，編寫了復(fù)合材料前處理工具集和復(fù)合材料結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性計(jì)算工具，達(dá)到節(jié)約建模和計(jì)算時(shí)間的目的。
　　本文運(yùn)用算例驗(yàn)證了優(yōu)化技術(shù)路線，完成了復(fù)合材料機(jī)翼翼盒優(yōu)化，并開發(fā)了能節(jié)約前處理