格柵結(jié)構(gòu)有限元分析與載荷重構(gòu)初探.pdf

1、復合材料具有高的比強度和比模量，同時又具有近于零的熱膨脹系數(shù)和良好的尺寸穩(wěn)定性等優(yōu)良性能，已經(jīng)廣泛應(yīng)用于航天航空事業(yè)和體育器材生產(chǎn)工業(yè)，與此同時，尋求一種高效的、低成本的、并將智能化和功能化集于一體的結(jié)構(gòu)形式，一直是航空航天追求的目標，具有點陣結(jié)構(gòu)的復合材料格柵結(jié)構(gòu)正是這種高效的結(jié)構(gòu)形式，表現(xiàn)出多項優(yōu)良性能；國外對其進行了大規(guī)模的理論分析和一些數(shù)值模擬研究，已有的研究表明該結(jié)構(gòu)具有良好的可設(shè)計與自動化生產(chǎn)性能而無材料之間匹配問題，開放式

2、的結(jié)構(gòu)形式為結(jié)構(gòu)的健康檢測提供了便利，具有廣闊的應(yīng)用前景。
　　對格柵結(jié)構(gòu)進行力學分析就顯得至關(guān)重要，盡管利用通用有限元軟件能夠計算結(jié)構(gòu)承受任意可以準確描述的載荷作用下的響應(yīng)問題，但內(nèi)部計算卻是“黑箱”操作，利用FEPG可以得到計算源代碼，能夠為優(yōu)化程序提供參考甚至可以嵌入其中，節(jié)省繁瑣的有限元計算編程內(nèi)容，結(jié)合遺傳算法進行載荷重構(gòu)，往往會收到很好的效果，這就解決了由于工作環(huán)境比較復雜，引起響應(yīng)的載荷難以直接測量得到的難題，從而為

3、結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計和提高安全性能的提供了保障。
　　基于上述要求，本文利用FEPG對格柵結(jié)構(gòu)在沖擊載荷作用下的響應(yīng)進行了數(shù)值模擬，生成了計算源程序，并對源程序做了詳細而細致的分析，對內(nèi)部各程序中的變量含義、子程序功能和文件接口做了詳細說明，并將模擬結(jié)果與實驗結(jié)果作了比較，結(jié)果表明，F(xiàn)EPG在格柵結(jié)構(gòu)的計算結(jié)果與實驗結(jié)果相差較少，可以用來生成計算源程序，為下一步的格柵結(jié)構(gòu)載荷重構(gòu)研究提供參考。作為載荷重構(gòu)的初步研究，本文采用遺傳算法對一懸