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、航天結構中得到廣泛的應用。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)機上復合材料結構重量占到了24％，大型民用飛機Boing787復合材料結構也占到了全機結構重量的50％。復合材料層合板是復合材料中使用最多的一種結構型式，它具有很好的結構可設計性。航空航天結構由于檢查、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，會降低結構的承載能力，需

2、要對開口結構進行補強設計。 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點，由PARTRAN對每一外形參數點建立結構有限元優(yōu)化分析模型，根據NASTRAN得出對應各參數點的最優(yōu)鋪層厚度參數和質量響應；其次利用試驗數據建立結果的響應面模型，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；最后在最優(yōu)外