本文關(guān)鍵詞：航天器典型結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性分析及優(yōu)化設(shè)計

  更多相關(guān)文章： 夾層板 加筋柱殼 穩(wěn)定性分析 優(yōu)化設(shè)計

【摘要】：由于具有較高的比剛度和比強(qiáng)度,蜂窩夾層板和加筋柱殼等薄壁結(jié)構(gòu)在航空航天、機(jī)械、土木、船舶等工程領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用,尤其在航天領(lǐng)域,是大部分運載火箭及導(dǎo)彈的主承力構(gòu)件。它們在服役過程中承受自身的慣性力、相鄰部段的反作用力和空氣動力。對于水下高速運動的航行體,還要承受著空泡潰滅等形成的巨大局部表面壓力。由于受到以上載荷的影響,其主要的失效模式不僅有強(qiáng)度破壞,更可能發(fā)生受壓屈曲破壞。因此針對加筋圓柱殼艙段和蜂窩夾層板結(jié)構(gòu)整流罩開展最大化屈曲臨界載荷的輕量化設(shè)計具有重要的實際意義。本文主要研究內(nèi)容如下：1.本文詳細(xì)討論了板殼結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性分析及優(yōu)化設(shè)計方法,并比較了各自的優(yōu)劣,為開展板殼結(jié)構(gòu)的輕量化設(shè)計提供了理論支持。2.針對承受非均勻分布外壓載荷的加筋圓柱殼結(jié)構(gòu),本文提出了兩步優(yōu)化方法。首先基于均布靜水外壓,以筋條個數(shù)和尺寸為設(shè)計變量進(jìn)行網(wǎng)格均布優(yōu)化設(shè)計。然后在此基礎(chǔ)上施加非均勻分布外壓載荷,以第一次優(yōu)化結(jié)果為設(shè)計變量下限,進(jìn)一步針對性的開展分區(qū)設(shè)計和局部多級加筋設(shè)計。結(jié)果顯示新的設(shè)計方案可以顯著提高結(jié)構(gòu)的承載效率,為工程設(shè)計提供了參考。3.針對大尺寸蜂窩夾層板整流罩進(jìn)行外壓穩(wěn)定性分析和優(yōu)化設(shè)計。首先基于蜂窩芯層的等效理論和ABAQUS有限元分析軟件建立了夾層結(jié)構(gòu)的整流罩有限元模型,然后以此開展考慮穩(wěn)定性能的同時降低結(jié)構(gòu)質(zhì)量的優(yōu)化設(shè)計,設(shè)計變量為蜂窩尺寸和復(fù)合材料面板鋪層數(shù)目和角度。最終獲得了滿足設(shè)計要求的優(yōu)化結(jié)果,為后續(xù)工程設(shè)計提供了參考。
【關(guān)鍵詞】：夾層板 加筋柱殼 穩(wěn)定性分析 優(yōu)化設(shè)計
【學(xué)位授予單位】：大連理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：V414.1
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 1 緒論8-15
• 1.1 研究背景及意義8-10
• 1.2 加筋柱殼國內(nèi)外研究現(xiàn)狀10-11
• 1.3 蜂窩夾層板國內(nèi)外研究現(xiàn)狀11-13
• 1.4 本文主要研究內(nèi)容13-15
• 2 穩(wěn)定性分析方法及優(yōu)化設(shè)計理論15-23
• 2.1 結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性分析方法15-19
• 2.1.1 特征值屈曲分析15-16
• 2.1.2 Newton-Raphson法16-18
• 2.1.3 顯式動力學(xué)法18-19
• 2.2 結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計理論及方法19-22
• 2.2.1 序列二次規(guī)劃算法21
• 2.2.2 多島遺傳算法21-22
• 2.2.3 單純形法22
• 2.3 本章小結(jié)22-23
• 3 加筋圓柱殼結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性分析及優(yōu)化設(shè)計23-40
• 3.1 前言23
• 3.2 加筋圓柱殼結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性分析23-28
• 3.2.1 結(jié)構(gòu)模型23-24
• 3.2.2 穩(wěn)定性分析24-28
• 3.3 加筋圓柱殼結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計28-38
• 3.3.1 優(yōu)化流程28-29
• 3.3.2 整體均勻優(yōu)化設(shè)計29-30
• 3.3.3 分區(qū)加筋優(yōu)化設(shè)計30-34
• 3.3.4 多級加筋優(yōu)化設(shè)計34-38
• 3.4 本章小結(jié)38-40
• 4 整流罩結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定分析及優(yōu)化設(shè)計40-53
• 4.1 前言40
• 4.2 材料模型40-41
• 4.3 整流罩結(jié)構(gòu)的建模及穩(wěn)定性分析41-46
• 4.3.1 柱段和錐段的建模及簡化41-43
• 4.3.2 頭部結(jié)構(gòu)的建模及簡化43-45
• 4.3.4 穩(wěn)定性分析45-46
• 4.4 優(yōu)化設(shè)計46-52
• 4.5 本章小結(jié)52-53
• 5 結(jié)論與展望53-54
• 5.1 結(jié)論53
• 5.2 展望53-54
• 參考文獻(xiàn)54-57
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文情況57-58
• 致謝58-59

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