發(fā)布時間：2021-08-06 07:43

　　纖維鋪層的復(fù)合材料因其優(yōu)異的力學(xué)性能,被廣泛應(yīng)用于航天航空、深海等軍工領(lǐng)域和民用領(lǐng)域,研究其可設(shè)計性可以更好的發(fā)揮結(jié)構(gòu)的高強度、輕量化特性。傳統(tǒng)直線纖維鋪層的復(fù)合材料一定程度限制了復(fù)合材料結(jié)構(gòu)的可設(shè)計性,為了充分發(fā)揮結(jié)構(gòu)可設(shè)計的潛力,有必要研究變角度纖維鋪層的復(fù)合材料以進一步提升結(jié)構(gòu)的力學(xué)性能。本文利用有限元分析軟件ANSYS建立了纖維變角度鋪層的復(fù)合材料筒體的有限元模型,考慮了單一荷載（含或不含橢圓度）以及組合荷載工況下的變角度纖維筒體的優(yōu)化設(shè)計:（1）分別在純彎矩荷載或軸向壓縮荷載工況下,考慮不同幾何缺陷或者特定形狀制造（橢圓度）,以纖維路徑為設(shè)計變量,屈曲失效為約束,結(jié)構(gòu)抗屈曲性能最大為目標(biāo)進行優(yōu)化設(shè)計;（2）在壓彎耦合以及彎扭耦合組合荷載工況下,以纖維路徑為設(shè)計變量,屈曲失效和強度破壞為約束,兩端抗彎能力最大化為目標(biāo)進行優(yōu)化設(shè)計。由于變剛度復(fù)合材料結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計問題涉及到有限元分析及其迭代尋優(yōu),存在設(shè)計變量多,計算量大等問題。為了提高計算效率,本文利用Kriging代理模型對結(jié)構(gòu)響應(yīng)進行擬合,采用遺傳算法（GA）對結(jié)構(gòu)實施優(yōu)化設(shè)計。在Kriging代理模型構(gòu)建中,提出了一種混合更... 

【文章來源】：華中科技大學(xué)湖北省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：70 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

復(fù)合材料海洋管道航天航空領(lǐng)域?qū)Σ牧闲阅芤蠛芨撸瑫r結(jié)構(gòu)減重方面也是一個重大的問題，

圖 1-2 民用飛機復(fù)合材料用量比例復(fù)合材料在化工領(lǐng)域應(yīng)用也是十分的廣泛，在工藝制作中最常見生產(chǎn)技術(shù)的維纏繞技術(shù)，纖維纏繞技術(shù)制作的壓力容器能夠滿足纖維設(shè)計變化規(guī)律，使分布更加的整齊均勻，能夠更好地發(fā)揮壓力容器的力學(xué)性能，避免了纖維分勻使得結(jié)構(gòu)性能下降。纖維纏繞方式制作的壓力容器廣泛應(yīng)用于能源化工系罐和管道。從安全性和經(jīng)濟型都遠遠勝于傳統(tǒng)鋼材的壓力容器，如圖 1-3，纖維纏繞儲罐。

圖 1-2 民用飛機復(fù)合材料用量比例領(lǐng)域應(yīng)用也是十分的廣泛，在工藝制作中最常維纏繞技術(shù)制作的壓力容器能夠滿足纖維設(shè)計均勻，能夠更好地發(fā)揮壓力容器的力學(xué)性能，下降。纖維纏繞方式制作的壓力容器廣泛應(yīng)用全性和經(jīng)濟型都遠遠勝于傳統(tǒng)鋼材的壓力容器

【參考文獻】：
期刊論文
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[3]錐殼零件自動鋪絲變角度軌跡規(guī)劃算法[J]. 韓振宇,李玥華,富宏亞,邵忠喜.  計算機輔助設(shè)計與圖形學(xué)學(xué)報. 2012(03)
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本文編號：3325375