考虑可制造性的变刚度复合材料加筋壁板的优化设计 |
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引用本文: | 潘杰,原崇新,李志远,董青海,党磊,谭源.考虑可制造性的变刚度复合材料加筋壁板的优化设计[J].航空科学技术,2023(3):64-70. |
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作者姓名: | 潘杰 原崇新 李志远 董青海 党磊 谭源 |
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作者单位: | 1. 中国商用飞机有限责任公司北京民用飞机技术研究中心;2. 上海飞机制造有限公司 |
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基金项目: | 国家自然科学基金(51875159)~~; |
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摘 要: | 由于变刚度复合材料具有更大的设计空间,能更充分发挥复合材料各向异性的优势,研究其优化设计方法越来越重要。本文首先考虑了工形长桁加筋壁板变刚度复合材料的可制造性,并通过自动铺丝工艺试验获得了纤维的变角度极限范围。研究了壁板面板的铺放角度对加筋结构屈曲强度的影响,然后利用Python编程,结合Abaqus有限元软件通过遗传算法对工形长桁加筋壁板的面板铺层设计进行了优化。研究发现,纤维角度变化宜控制在20°范围内,当面板与筋条同时承受压缩载荷时,面板为纯0°铺层的加筋结构的屈曲强度比纯90°铺层时要低;遗传算法稳定且收敛性好,通过优化后的结果发现,纤维角度集中在60°~65°时,加筋结构的屈曲强度最高。变刚度复合材料可提高加筋壁板屈曲性能,应用前景广阔。
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关 键 词: | 变刚度 复合材料 自动铺丝 加筋壁板 遗传算法 屈曲 |
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