蜂窝板有限元等效建模方法研究

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蜂窝板具有强度高、质量轻、抗振性强等显著优点,广泛应用于航空航天、汽车、造船等技术密集型产业。随着工艺技术的进步,蜂窝板逐步在工业自动化领域得到应用。提出了一种蜂窝板有限元等效建模方法。确定结构的单胞,结合经典层合板理论,应用狄利克雷边界条件,确定结构的方向向量,以有限元仿真为工具,拆分出3个子分析步,计算出蜂窝板的等效均匀各项同性模型。比较等效模型与完整模型仿真结果,静态变形量的相对误差仅有2%,前3阶模态的相对误差均不到1.8%。随后基于这种建模方法,采用实验设计,针对特定的应用场景,设计响应曲面实验,确定了关键因子和显著交互效应,并给出最优组合。提出的方法大幅度降低蜂窝板结构的网格数量,提高求解效率,可广泛应用于各种周期性结构的有限元建模。
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