【摘 要】
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复合材料在飞行器结构设计领域得到越来越广泛的应用,而航空航天结构由于种种需要,无可避免地需要对结构进行开口。因此,复合材料开口补强问题成为设计人员关注的重要问题。在该
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复合材料在飞行器结构设计领域得到越来越广泛的应用,而航空航天结构由于种种需要,无可避免地需要对结构进行开口。因此,复合材料开口补强问题成为设计人员关注的重要问题。在该领域,国内外研究者已经开展了相应的研究。目前对于开口补强的研究主要采用理论分析结合试验验证的方法。研究的内容多为单一的开口型式,单一的补强方法,单一的补强材料,并且只进行了单一工况下的试验验证。对于不同开口型式、不同补强材料、不同载荷作用下,复合材料开口层合板最优补强方案的选择仍没有一套系统的参照。本文对包含不同开口形状的复合材料层合板选取不同补强材料、补强型式,并在不同载荷作用下对开口补强进行了设计分析。根据不同优化设计方案下的补强参数,选取适当的设计变量,以结构重量为目标函数进行了优化设计。采用多级优化方法,将复杂的结构优化问题,拆解为多个相对简单的子优化问题进行求解。最终给出复合材料层合板不同开口型式下的最优化补强方案。优化结果显示最优化方案减重效果显著,本文给出的最优化方案选择具有一定的工程实际应用价值,可以用于解决其他结构开口的补强设计问题。
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