复合材料层合板的优化设计方法研究

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本文采用满应变法和子层合板排序法相结合的方法,对纤维增强型复合材料层合板进行了优化设计。 复合材料层合板排序法采用的是子层合板和重复次数这两个概念。本文的程序在给定铺向角种数、铺向角度值和子层合板分层数的情况下,给出所有可能出现的子层合板,形成子层合板系,即铺层方案。所谓子层合板只是板单元的一部分,根据满应变、强度要求计算出每个板单元的子层合板的重复次数,然后对每个单元的子层合板进行重复以形成满足强度要求的整个结构的复合材料层合板单元。 结构分析采用的是有限单元法。因为采用子层合板这一方法,所以每个复合材料层合板单元都看成是由相同的或不同的子层合板重复而成的,这种方法的好处在于在选择子层合板的同时,就选择了铺层方案。 满应变设计法,是优化设计准则法,在满足应变、强度要求的情况下,计算出每个单元子层合板的最小的重复次数,充分发挥每个单元的潜能。并且这种方法简单,由于对它做了改进,采用了齿形法,可收敛到最优解,而且速度较快。最后的结果以表的形式给出,子层合板、子层合板的重复次数以及重复次数之和由小到大排列,排在最前面的就是最优的。本文的方法为复合材料层合板的设计提供了一种简单和实用的方法。
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