變剛度復(fù)合材料層合板殼的分析與優(yōu)化.pdf

1、與傳統(tǒng)的直纖維層合結(jié)構(gòu)不同，絲束變角度層合結(jié)構(gòu)是一種鋪層纖維角度連續(xù)變化的變剛度復(fù)合材料，通過(guò)鋪絲頭牽引著絲束帶沿特定的軌跡運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)纖維的曲線鋪放，使得纖維角度在同一鋪層上連續(xù)變化，從而擴(kuò)大了復(fù)合材料的設(shè)計(jì)靈活性，充分地利用纖維的方向特性，更好的改善結(jié)構(gòu)性能和減輕結(jié)構(gòu)重量。本文簡(jiǎn)述了變剛度復(fù)合材料層合結(jié)構(gòu)的發(fā)展過(guò)程及國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀，以變剛度復(fù)合材料層合板殼為研究對(duì)象，在已有研究的基礎(chǔ)上，通過(guò)設(shè)計(jì)絲束鋪放軌跡，對(duì)其力學(xué)性能進(jìn)行研究，主要

2、工作如下：
　　簡(jiǎn)述平移法和平行法這兩種纖維鋪放方式，分析容易出現(xiàn)間隙或者重疊區(qū)域的原因，綜合比較兩種方法優(yōu)缺點(diǎn)選擇平移法。介紹層合板(殼)的基本理論和序列響應(yīng)面建模方法，選擇二次函數(shù)造出響應(yīng)面，再通過(guò)遺傳算法優(yōu)化獲得原問(wèn)題的優(yōu)化解。
　　設(shè)計(jì)變剛度層合板纖維曲線軌跡，通過(guò)連續(xù)曲線纖維離散化的思想建立了變剛度層合板的有限元模型，分析層合板在單向軸壓和雙向軸壓載荷下纖維軌跡參數(shù)和幾何參數(shù)對(duì)屈曲的影響。討論纖維曲線軌跡和幾何參數(shù)

3、對(duì)層合板頻率的影響，結(jié)合序列響應(yīng)面法，對(duì)變剛度層合板的屈曲和頻率特性進(jìn)行優(yōu)化，獲得的T0、T1優(yōu)化解。
　　給出變剛度(橢)圓柱殼的纖維鋪放路徑和鋪層順序方案，在ANSYS中建立它們的有限元模型；在軸壓，彎矩，扭矩載荷條件下，同時(shí)分析(橢)圓柱殼幾何尺寸對(duì)屈曲性能的影響。然后以臨界屈曲系數(shù)為目標(biāo)，優(yōu)化層合殼的屈曲特性。結(jié)果表明：在彎矩載荷作用下，用曲線纖維鋪層θ代替[45/0/-45/90/-45/0/45/90]s層合殼中含有4