復(fù)合材料層合板開(kāi)口補(bǔ)強(qiáng)優(yōu)化設(shè)計(jì).pdf

1、復(fù)合材料由于比強(qiáng)度、比剛度大，在航空、航天結(jié)構(gòu)中得到廣泛的應(yīng)用。尤其在近幾年研制的各種新型飛機(jī)上，大大提高了應(yīng)用比重，如美國(guó)F-22戰(zhàn)機(jī)上復(fù)合材料結(jié)構(gòu)重量占到了24％，大型民用飛機(jī)Boing787復(fù)合材料結(jié)構(gòu)也占到了全機(jī)結(jié)構(gòu)重量的50％。復(fù)合材料層合板是復(fù)合材料中使用最多的一種結(jié)構(gòu)型式，它具有很好的結(jié)構(gòu)可設(shè)計(jì)性。航空航天結(jié)構(gòu)由于檢查、維修、導(dǎo)管通過(guò)等原因，需要很多開(kāi)口。對(duì)于復(fù)合材料層合板，開(kāi)口將破壞纖維的連續(xù)性，會(huì)降低結(jié)構(gòu)的承載能力，需

2、要對(duì)開(kāi)口結(jié)構(gòu)進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)設(shè)計(jì)。 本文對(duì)復(fù)合材料層合板開(kāi)口進(jìn)行了初步的補(bǔ)片補(bǔ)強(qiáng)優(yōu)化設(shè)計(jì)方法研究。對(duì)于矩形開(kāi)口，研究了周圍補(bǔ)片外形參數(shù)和各方向鋪層厚度的優(yōu)化設(shè)計(jì)。首先通過(guò)iSIGHT試驗(yàn)設(shè)計(jì)方法確定離散的外形參數(shù)點(diǎn)，由PARTRAN對(duì)每一外形參數(shù)點(diǎn)建立結(jié)構(gòu)有限元優(yōu)化分析模型，根據(jù)NASTRAN得出對(duì)應(yīng)各參數(shù)點(diǎn)的最優(yōu)鋪層厚度參數(shù)和質(zhì)量響應(yīng)；其次利用試驗(yàn)數(shù)據(jù)建立結(jié)果的響應(yīng)面模型，并利用優(yōu)化算法求解該模型得出最優(yōu)的補(bǔ)片外形參數(shù)；最后在最優(yōu)外