復(fù)合材料憑借其突出的力學(xué)性能,被廣泛應(yīng)用在船舶與海洋工程、航空航天等領(lǐng)域。但是復(fù)合材料獨(dú)有的方向性和呈層性也會(huì)使得其結(jié)構(gòu)的特性與傳統(tǒng)金屬結(jié)構(gòu)物的特性有很大不同,因此對(duì)復(fù)合材料進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析和優(yōu)化設(shè)計(jì)變得十分有必要。本文對(duì)最基本的復(fù)合材料結(jié)構(gòu)——層合板進(jìn)行了研究�；谝浑A剪切變形理論對(duì)層合板進(jìn)行了有限元推導(dǎo),并基于Fortran語(yǔ)言進(jìn)行了四邊形四結(jié)點(diǎn)層合板單元和彈簧單元的有限元程序的編寫。使用程序計(jì)算了層合板的靜力問(wèn)題和振動(dòng)問(wèn)題。在靜力分析中,對(duì)層合板的節(jié)點(diǎn)位移與每一層節(jié)點(diǎn)應(yīng)力進(jìn)行求解,與Ansys結(jié)果對(duì)比,誤差在5%以內(nèi)。在振動(dòng)分析中,首先對(duì)未含彈性支撐和含彈性支撐的層合板進(jìn)行了自由振動(dòng)分析,與Ansys結(jié)果對(duì)比,誤差在2%以內(nèi)。并證實(shí)了添加彈簧能提高層合板的固有頻率,且固有頻率階次越低,提高越大。接著探討了各種鋪設(shè)方式、鋪層數(shù)目和邊界條件對(duì)層合板基頻的影響。然后基于Newmark法研究了層合板的強(qiáng)迫振動(dòng),響應(yīng)曲線與Ansys結(jié)果幾乎重合,并探討了不同位置單點(diǎn)和多點(diǎn)激勵(lì)、不同激勵(lì)頻率和阻尼系數(shù)對(duì)結(jié)構(gòu)強(qiáng)迫振動(dòng)響應(yīng)的影響。最后使用Ansys軟件從頻域角度對(duì)層合板進(jìn)行了諧響應(yīng)分析。針對(duì)復(fù)合材料... 

【文章來(lái)源】：大連理工大學(xué)遼寧省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁(yè)數(shù)】：77 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 立題背景及研究意義
    1.2 國(guó)內(nèi)外研究進(jìn)展
        1.2.1 層合板分析理論研究
        1.2.2 層合板振動(dòng)特性研究
        1.2.3 層合板優(yōu)化設(shè)計(jì)研究
    1.3 本文主要研究?jī)?nèi)容
2 層合板理論與有限元推導(dǎo)
    2.1 單層復(fù)合材料的本構(gòu)關(guān)系
    2.2 層合板理論
        2.2.1 經(jīng)典層合板理論
        2.2.2 一階剪切變形理論
    2.3 層合板有限元推導(dǎo)
        2.3.1 單元位移模式
        2.3.2 應(yīng)變的結(jié)點(diǎn)位移表示
        2.3.3 有限元平衡方程
        2.3.4 層合板的應(yīng)力計(jì)算
    2.4 有限元程序編寫和靜力算例驗(yàn)證
        2.4.1 有限元程序編寫及流程圖
        2.4.2 靜力算例驗(yàn)證與分析
    2.5 小結(jié)
3 層合板自由振動(dòng)分析
    3.1 層合板的自由振動(dòng)方程
    3.2 層合板自由振動(dòng)算例驗(yàn)證
        3.2.1 層合板自由振動(dòng)分析及驗(yàn)證
        3.2.2 含彈性支撐的層合板自由振動(dòng)分析及驗(yàn)證
    3.3 不同參數(shù)對(duì)層合板基頻的影響研究
        3.3.1 鋪層數(shù)目對(duì)層合板基頻的影響研究
        3.3.2 鋪設(shè)方式對(duì)層合板基頻的影響研究
        3.3.3 邊界條件對(duì)層合板基頻的影響研究
    3.4 小結(jié)
4 層合板強(qiáng)迫振動(dòng)分析計(jì)算
    4.1 強(qiáng)迫振動(dòng)分析方法
        4.1.1 振型疊加法
        4.1.2 逐步積分法
        4.1.3 頻域分析法
    4.2 常用阻尼系統(tǒng)類型
    4.3 強(qiáng)迫振動(dòng)算例驗(yàn)證及分析
        4.3.1 逐步積分法進(jìn)行算例分析
        4.3.2 頻域分析法進(jìn)行算例分析
    4.4 小結(jié)
5 層合板結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)
    5.1 優(yōu)化設(shè)計(jì)理論
    5.2 優(yōu)化設(shè)計(jì)數(shù)學(xué)模型
    5.3 優(yōu)化分析方法
        5.3.1 Ansys優(yōu)化
        5.3.2 遺傳算法優(yōu)化
        5.3.3 遺傳算法與Ansys聯(lián)合優(yōu)化
    5.4 結(jié)構(gòu)優(yōu)化算例
        5.4.1 尺寸優(yōu)化
        5.4.2 鋪層優(yōu)化
    5.5 小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
附錄A 程序框圖
附錄B 程序代碼
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文情況
致謝


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]基于遺傳算法的開孔復(fù)合材料層合板鋪層優(yōu)化[J]. 郭琰,黃斌,錢征華.  玻璃鋼/復(fù)合材料. 2018(12)
[2]基于差分進(jìn)化算法的復(fù)合材料層合板優(yōu)化設(shè)計(jì)[J]. 馬森,趙啟林.  玻璃鋼/復(fù)合材料. 2018(10)
[3]復(fù)合材料加筋壁板靈敏度分析及優(yōu)化設(shè)計(jì)[J]. 王佩艷,楊白鳳,耿小亮,岳珠峰.  強(qiáng)度與環(huán)境. 2018(02)
[4]鋪設(shè)角度與鋪層順序?qū)雍习宸�(wěn)定性的影響[J]. 李根,吳錦武.  聲學(xué)技術(shù). 2017(04)
[5]基于直接搜索方法的層合板多目標(biāo)優(yōu)化設(shè)計(jì)[J]. 張寧寧,吳錦武.  材料導(dǎo)報(bào). 2017(S1)
[6]基于鋪層參數(shù)的復(fù)合材料耐壓殼協(xié)同優(yōu)化設(shè)計(jì)[J]. 李彬,龐永杰,程妍雪,朱梟猛.  上海交通大學(xué)學(xué)報(bào). 2017(03)
[7]基于改進(jìn)自適應(yīng)遺傳算法的復(fù)合材料鋪層優(yōu)化設(shè)計(jì)[J]. 陸振玉,張恩陽(yáng),劉波.  玻璃鋼/復(fù)合材料. 2016(02)
[8]基于改進(jìn)模擬退火算法的復(fù)合材料層合板屈曲優(yōu)化[J]. 孫士平,曾慶龍,吳建軍.  中國(guó)機(jī)械工程. 2015(12)
[9]基于改進(jìn)自適應(yīng)遺傳算法的層合板鋪層設(shè)計(jì)[J]. 黃偉,孫首群.  機(jī)械工程與自動(dòng)化. 2015(02)
[10]基于遺傳算法的復(fù)合材料層合板削層結(jié)構(gòu)鋪層優(yōu)化[J]. 金達(dá)鋒,劉哲,范志瑞.  復(fù)合材料學(xué)報(bào). 2015(01)

博士論文
[1]復(fù)合材料層合板結(jié)構(gòu)的可靠性優(yōu)化和魯棒優(yōu)化研究[D]. 王向陽(yáng).華中科技大學(xué) 2004

碩士論文
[1]復(fù)合材料蜂窩夾層板的振動(dòng)特性研究[D]. 吳旋.大連理工大學(xué) 2018
[2]船用復(fù)合材料夾層板力學(xué)性能研究[D]. 陳一鳴.江蘇科技大學(xué) 2016
[3]層合板結(jié)構(gòu)聲振特性及聲輻射最小化優(yōu)化分析[D]. 林志明.南昌航空大學(xué) 2015
[4]復(fù)合材料新型水下耐壓殼及船舶結(jié)構(gòu)特性研究[D]. 周維新.華中科技大學(xué) 2015
[5]層合板結(jié)構(gòu)的振動(dòng)和穩(wěn)定性分析及其優(yōu)化設(shè)計(jì)[D]. 彭文輝.南昌航空大學(xué) 2015
[6]電動(dòng)潛油離心泵井下機(jī)組動(dòng)力學(xué)研究[D]. 閆新明.燕山大學(xué) 2009
[7]復(fù)合材料層合板穩(wěn)定性的遺傳算法優(yōu)化設(shè)計(jì)研究[D]. 方秀珍.東北大學(xué) 2006
[8]基于遺傳算法的復(fù)合材料層合結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)[D]. 李磊.國(guó)防科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2005
[9]復(fù)合材料層合結(jié)構(gòu)可靠性優(yōu)化方法研究[D]. 李偉國(guó).南京航空航天大學(xué) 2005



本文編號(hào)：3502680