本文關(guān)鍵詞：纖維增強復合材料層合板振動參數(shù)優(yōu)化方法研究

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【摘要】：隨著航空科學技術(shù)的發(fā)展,傳統(tǒng)材料已經(jīng)很難滿足高推重比、高可靠性等航空發(fā)動機性能要求,研究新型材料成為越來越緊迫的任務(wù)。樹脂基纖維增強材料具有高的比強度和比剛度以及優(yōu)良的阻尼性能,且具有優(yōu)秀的可設(shè)計性,目前已廣泛地應用在航空、航天等重要領(lǐng)域。本文對纖維增強復合材料板做了以下四方面的研究:一、利用有限元基本理論建立復合材料層合板動力學模型,并利用模態(tài)實驗驗證了模型的正確性;在此基礎(chǔ)上,利用Newmark法與波前法求解了層合板振動微分方程,并分析了簡諧激勵以及瞬態(tài)激勵下層合板的響應特性。二、利用精英策略的自適應遺傳算法(AGA)分析了變剛度復合材料層合板的振動參數(shù)優(yōu)化問題,并與傳統(tǒng)遺傳算法優(yōu)化結(jié)果進行了比較;分析了不同邊界條件下、不同分區(qū)數(shù)下變剛度單層板基頻以及阻尼優(yōu)化的結(jié)果;并探討了同等厚度下不同分層數(shù)目對振動參數(shù)優(yōu)化結(jié)果的影響。采用直接比較法討論了振動參數(shù)的多目標優(yōu)化問題。三、以對應角度的單元剛度、阻尼矩陣為優(yōu)化變量,應用離散材料優(yōu)化方法(DMO)以及移動漸近線優(yōu)化算法(MMA)研究了變剛度單層板的振動參數(shù)優(yōu)化問題。研究了不同插值函數(shù)懲罰因子下變剛度板振動優(yōu)化問題的收斂性能與尋優(yōu)性能,并探討了迭代過程中層合板振型的變化情況。四、比較了不同分區(qū)數(shù)目下MMA算法的優(yōu)化結(jié)果與AGA算法的優(yōu)化結(jié)果。研究復合材料層合板的振動參數(shù)優(yōu)化問題具有重要的工程意義。對于任意的邊界條件,可得到具有較高剛度以及阻尼性能的鋪層角度結(jié)果,根據(jù)所得到的鋪層角度結(jié)果制造層合板可以有效的降低結(jié)構(gòu)的振動響應,提高機械的可靠性與壽命。
【學位授予單位】：南京航空航天大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：V258.3

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