【摘 要】
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降低飞行器的结构重量是飞行器设计人员的主要目标之一。想要降低结构重量,主要有改变结构材料和结构构型两种方法。改变结构构型可以通过设计新的夹层板芯材实现。飞行器上有许多曲面夹层结构,所以对曲面皱褶结构芯材进行研究是有必要的。本文对复合材料皱褶芯材夹层曲板的构型参数和力学性能进行了研究。首先,以复合材料皱褶芯材的胞元为研究对象,结合经典层合板理论和曲面皱褶芯材胞元的受力分析,推导出曲面复合材料层合皱褶
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降低飞行器的结构重量是飞行器设计人员的主要目标之一。想要降低结构重量,主要有改变结构材料和结构构型两种方法。改变结构构型可以通过设计新的夹层板芯材实现。飞行器上有许多曲面夹层结构,所以对曲面皱褶结构芯材进行研究是有必要的。本文对复合材料皱褶芯材夹层曲板的构型参数和力学性能进行了研究。首先,以复合材料皱褶芯材的胞元为研究对象,结合经典层合板理论和曲面皱褶芯材胞元的受力分析,推导出曲面复合材料层合皱褶芯材的当量弹性模量Ez和当量剪切模量Gxz的解析解。并利用有限元分析软件PATRAN/NASTRAN,对曲面皱褶芯材胞元进行数值计算,验证了解析解的可靠性。然后,采用多学科优化软件ISIGHT,设计了80组不同构型的试验点,由这些试验点分别得到关于Ez和Gxz的响应面代理模型。在此基础上,把某飞机油箱上、下曲板的蜂窝芯材替换为曲面皱褶芯材,并对曲面皱褶芯材的构型进行优化,在满足一定当量弹性模量和当量剪切模量的条件时,得到芯材最小当量密度的设计方案。本文为复合材料皱褶芯材夹层曲板的设计提供了参考。
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