【摘要】：與常剛度設(shè)計相比,復(fù)合材料變剛度板可通過曲線纖維調(diào)整局部剛度分布,從而大幅改善承載能力,因此極具應(yīng)用前景。對于變剛度板的承載性能分析,傳統(tǒng)的有限元分析(Finite Element Analysis,FEA),由于網(wǎng)格離散化,單元間纖維的連續(xù)性與光滑性難以保證,將導(dǎo)致較大的預(yù)測誤差。同時,由于變剛度板的設(shè)計變量數(shù)量激增,亟需發(fā)展相應(yīng)的高效優(yōu)化方法。在Mindlin板理論的基礎(chǔ)上,本文首先研究了基于等幾何分析(Isogeometric Analysis,IGA)的復(fù)合材料變剛度板屈曲分析方法,并采用不同的纖維路徑函數(shù)、邊界條件以及載荷工況來驗證所提出的屈曲分析方法。從計算精度、總自由度和計算耗時方面與傳統(tǒng)的FEA進行比較,結(jié)果表明IGA屈曲分析方法具有更好的計算精度和更高的計算效率。需要說明的是,IGA可以準確獲取結(jié)構(gòu)的全解析靈敏度,因此特別適用于復(fù)合材料變剛度板的梯度優(yōu)化。繼而,本文提出了復(fù)合材料變剛度結(jié)構(gòu)的精確建模、分析與結(jié)構(gòu)優(yōu)化一體化設(shè)計框架。在此基礎(chǔ)上,針對多局部最優(yōu)解特征,進一步提出了基于設(shè)計空間裁剪技術(shù)的增強型多初值的梯度優(yōu)化方法,可提高多變量多峰優(yōu)化問題的全局優(yōu)化能力。與傳統(tǒng)優(yōu)化方法的對比結(jié)果表明,所提出的優(yōu)化框架具有更好的尋優(yōu)能力,同時計算成本大大降低。本文方法未來有望應(yīng)用于未來航空航天復(fù)合材料變剛度結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計。
【學位授予單位】：大連理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：TB33

【參考文獻】

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1 馬洪濤;變剛度復(fù)合材料層合板的力學性能研究[D];哈爾濱工業(yè)大學;2012年

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本文編號：2643592