復(fù)合材料層合板開口補強優(yōu)化設(shè)計.pdf

1、復(fù)合材料由于比強度、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上，大大提高了應(yīng)用比重，如美國F-22戰(zhàn)機上復(fù)合材料結(jié)構(gòu)重量占到了24％，大型民用飛機Boing787復(fù)合材料結(jié)構(gòu)也占到了全機結(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)計性。航空航天結(jié)構(gòu)由于檢查、維修、導(dǎo)管通過等原因，需要很多開口。對于復(fù)合材料層合板，開口將破壞纖維的連續(xù)性，會降低結(jié)構(gòu)的承載能力，需

2、要對開口結(jié)構(gòu)進行補強設(shè)計。 本文對復(fù)合材料層合板開口進行了初步的補片補強優(yōu)化設(shè)計方法研究。對于矩形開口，研究了周圍補片外形參數(shù)和各方向鋪層厚度的優(yōu)化設(shè)計。首先通過iSIGHT試驗設(shè)計方法確定離散的外形參數(shù)點，由PARTRAN對每一外形參數(shù)點建立結(jié)構(gòu)有限元優(yōu)化分析模型，根據(jù)NASTRAN得出對應(yīng)各參數(shù)點的最優(yōu)鋪層厚度參數(shù)和質(zhì)量響應(yīng)；其次利用試驗數(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)的補片外形參數(shù)；最后在最優(yōu)外