復合材料層合板開口補強優(yōu)化設計.pdf

1、復合材料由于比強度、比剛度大，在航空、航天結(jié)構(gòu)中得到廣泛的應用。尤其在近幾年研制的各種新型飛機上，大大提高了應用比重，如美國F-22戰(zhàn)機上復合材料結(jié)構(gòu)重量占到了24％，大型民用飛機Boing787復合材料結(jié)構(gòu)也占到了全機結(jié)構(gòu)重量的50％。復合材料層合板是復合材料中使用最多的一種結(jié)構(gòu)型式，它具有很好的結(jié)構(gòu)可設計性。航空航天結(jié)構(gòu)由于檢查、維修、導管通過等原因，需要很多開口。對于復合材料層合板，開口將破壞纖維的連續(xù)性，會降低結(jié)構(gòu)的承載能力，需

2、要對開口結(jié)構(gòu)進行補強設計。 本文對復合材料層合板開口進行了初步的補片補強優(yōu)化設計方法研究。對于矩形開口，研究了周圍補片外形參數(shù)和各方向鋪層厚度的優(yōu)化設計。首先通過iSIGHT試驗設計方法確定離散的外形參數(shù)點，由PARTRAN對每一外形參數(shù)點建立結(jié)構(gòu)有限元優(yōu)化分析模型，根據(jù)NASTRAN得出對應各參數(shù)點的最優(yōu)鋪層厚度參數(shù)和質(zhì)量響應；其次利用試驗數(shù)據(jù)建立結(jié)果的響應面模型，并利用優(yōu)化算法求解該模型得出最優(yōu)的補片外形參數(shù)；最后在最優(yōu)外