基于直接多目標(biāo)搜索方法的層合板結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計.pdf

1、復(fù)合材料層合板廣泛應(yīng)用于航空航天、汽車、船舶等領(lǐng)域。層合板由于其設(shè)計性強，并具有很好的力學(xué)性能，近年來涌現(xiàn)出眾多國內(nèi)外學(xué)者對其展開研究。隨著工程技術(shù)的發(fā)展，人們對環(huán)境舒適性的要求逐步提高，層合板結(jié)構(gòu)減振降噪的問題逐漸受到關(guān)注。并且，結(jié)構(gòu)強度一直是關(guān)注的熱點問題。因此，本文從層合板振動基頻、強度、輻射聲功率三方面進(jìn)行研究。
　　首先，對層合板振動基頻進(jìn)行了研究。本文采用一階剪切變形理論結(jié)合有限元方法推導(dǎo)了層合板振動的固有頻率及振型表

2、達(dá)式，并和其他理論對比，驗證了該模型的精確性；并用Tsai-Hill準(zhǔn)則判斷層合板的強度。分析了層合板鋪設(shè)方式、彈性模量比等因素對基頻和強度的影響。結(jié)果表明，在層合板的三種鋪設(shè)方式中，對稱鋪設(shè)和反對稱鋪設(shè)時的基頻比單向鋪設(shè)時高；彈性模量比越大，層合板基頻越大。鋪設(shè)方式和彈性模量比對層合板強度影響很大。
　　其次，分析了層合板的阻尼受迫振動，并結(jié)合聲輻射模態(tài)理論求解了振動層合板的聲輻射模態(tài)伴隨系數(shù)和輻射聲功率。在四邊簡支、四邊固支、

3、兩邊簡支兩邊固支三種邊界條件下，討論了鋪設(shè)方式和彈性模量比對前三階聲輻射模態(tài)伴隨系數(shù)和聲功率的影響。結(jié)果表明，對稱鋪設(shè)和反對稱鋪設(shè)的層合板對聲功率的影響基本相同，激勵頻率在一定范圍內(nèi)時比單層鋪設(shè)的聲功率低；彈性模量比對聲功率的影響不明顯。
　　最后，介紹了直接多目標(biāo)搜索方法的原理，并以層合板基頻-聲功率雙目標(biāo)優(yōu)化為例與遺傳算法進(jìn)行對比，證明了直接多目標(biāo)搜索方法計算快，精度高。分別討論了基頻-聲功率優(yōu)化、基頻-強度優(yōu)化、強度-聲功率