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《復(fù)合材料機(jī)翼結(jié)構(gòu)工程優(yōu)化設(shè)計(jì)與分析方法》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫(kù)。
1、碩士學(xué)位論文復(fù)合材料機(jī)翼結(jié)構(gòu)工程優(yōu)化設(shè)計(jì)與分析方法OPTIMIZATIONDESIGNANDENGINEERINGANALYSISMETHODSOFCOMPOSITEWING張大為哈爾濱工業(yè)大學(xué)2015年6月哈爾濱工業(yè)大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文國(guó)內(nèi)圖書分類號(hào)：V224+.1學(xué)校代碼：10213國(guó)際圖書分類號(hào)：543.4密級(jí)：公開工學(xué)碩士學(xué)位論文復(fù)合材料機(jī)翼結(jié)構(gòu)工程優(yōu)化設(shè)計(jì)與分析方法碩士研究生：張大為導(dǎo)師：尹維龍副教授申請(qǐng)學(xué)位：工學(xué)碩士學(xué)科：工程力學(xué)所在單位：航天學(xué)院答辯日期：2015年6月授予學(xué)位單位：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
2、哈爾濱工業(yè)大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文ClassifiedIndex:V224+.1U.D.C:543.5DissertationfortheMasterDegreeinEngineeringOPTIMIZATIONDESIGNANDENGINEERINGANALYSISMETHODSOFCOMPOSITEWINGCandidate：DaweiZhangSupervisor：AssociateProf.WeilongYinAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpeci
3、ality：EngineeringMechanicsAffiliation：SchoolofAstronauticsDateofDefence：June,2015Degree-Conferring-Institution：HarbinInstituteofTechnology哈爾濱工業(yè)大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文摘要和傳統(tǒng)材料相比，復(fù)合材料具有比強(qiáng)度和比剛度高、熱膨脹系數(shù)小、耐高溫、抗疲勞和抗沖擊等優(yōu)點(diǎn)，已廣泛應(yīng)用到航空航天領(lǐng)域；復(fù)合材料的可設(shè)計(jì)性是其一大特點(diǎn)，通過優(yōu)化其鋪層角度、鋪層順序和丟層區(qū)域，最終提高結(jié)構(gòu)的各項(xiàng)
4、性能指標(biāo)。因此，復(fù)合材料結(jié)構(gòu)優(yōu)化具有重要的實(shí)際應(yīng)用意義。在復(fù)合材料結(jié)構(gòu)優(yōu)化的工程實(shí)際應(yīng)用中，面臨著兩個(gè)主要問題，一個(gè)是目前商用的復(fù)合材料結(jié)構(gòu)分析軟件沒有集成對(duì)復(fù)合材料的優(yōu)化算法，研究人員根據(jù)特定工況，需編寫分析計(jì)算程序和優(yōu)化算法。不僅增加優(yōu)化周期，也無法實(shí)現(xiàn)通用性。第二個(gè)問題是復(fù)合材料結(jié)構(gòu)優(yōu)化的設(shè)計(jì)變量規(guī)模不同于金屬結(jié)構(gòu)，表現(xiàn)為設(shè)計(jì)變量數(shù)目龐大、類型既有離散的，又有連續(xù)的、同時(shí)變量之間相互影響。為了提高優(yōu)化效率，必須選擇合適的優(yōu)化算法，同時(shí)降低設(shè)計(jì)變量數(shù)目。本文從工程實(shí)際的角度出發(fā)，對(duì)纖維鋪層復(fù)合材料優(yōu)化進(jìn)行了
5、一定程度的探索。首先對(duì)層合板結(jié)構(gòu)和夾芯結(jié)構(gòu)的本構(gòu)方程、失效模式以及其有限元理論進(jìn)行研究，找到一種CAD到CAE轉(zhuǎn)換方法，運(yùn)用該種辦法對(duì)建立的機(jī)翼結(jié)構(gòu)件數(shù)字模型進(jìn)行力學(xué)分析。其次借助Matlab遺傳算法工具箱，編寫遺傳算法，并且針對(duì)復(fù)合材料結(jié)構(gòu)優(yōu)化所存在的特定問題，將遺傳算法進(jìn)行改進(jìn)，通過組合優(yōu)化策略提高優(yōu)化效率。最后使用工程優(yōu)化軟件Isight搭建優(yōu)化平臺(tái)，通過整合數(shù)據(jù)處理工具M(jìn)atlab以及目標(biāo)函數(shù)計(jì)算工具M(jìn)SC.Patran/Nastran等不同類別的專業(yè)軟件，完成了對(duì)蒙皮穩(wěn)定性、機(jī)翼彎曲剛度以及蜂窩夾芯結(jié)
6、構(gòu)強(qiáng)度這些機(jī)翼典型問題的模擬，得到了優(yōu)化后的復(fù)合材料鋪層信息。文章得出以下結(jié)論：1、借助Hypermesh有限元前處理工具，能夠直接對(duì)幾何模型進(jìn)行操作，實(shí)現(xiàn)數(shù)字模型到有限元模型的無縫轉(zhuǎn)換，同時(shí)修補(bǔ)破面、漏面，具有很強(qiáng)的通用性，能大幅提高工程有限元分析效率；2、創(chuàng)新性的提出了將多島遺傳優(yōu)化算法和梯度優(yōu)化算法進(jìn)行組合這一優(yōu)化策略，在一定程度上彌補(bǔ)了傳統(tǒng)遺傳算法在局部收索能力上的不足，同時(shí)縮短了收斂所需的代數(shù)，提高了優(yōu)化效率；3、通過Isight優(yōu)化平臺(tái)，能夠整合多島遺傳優(yōu)化算法、梯度優(yōu)化算法、以及有限元分析工具，使
7、復(fù)合材料優(yōu)化工作變得通用化、自動(dòng)化、參數(shù)化、直觀化；4、本文的優(yōu)化方法很好的解決了復(fù)合材料機(jī)翼典型結(jié)構(gòu)，包括層合結(jié)構(gòu)和夾芯結(jié)構(gòu)的優(yōu)化分析問題，通過與其他文獻(xiàn)對(duì)比證明優(yōu)化結(jié)果合理可靠，是具有工程使用價(jià)值的；-I-哈爾濱工業(yè)大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文5、采用二維殼單元與三維實(shí)體單元相結(jié)合的辦法，解決了夾芯厚度方向應(yīng)力分布的計(jì)算和控制單元數(shù)量之間的矛盾。關(guān)鍵詞：復(fù)合材料；鋪層設(shè)計(jì)；遺傳算法；屈曲；離散優(yōu)化；有限元-II-哈爾濱工業(yè)大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文AbstractDifferentfromtraditionalmater
8、ials,compositematerialhasmanyobviousadvantages,suchashighratioofstrengthtoweight,highratioofstiffnesstoweight,highthermalexpansioncoefficient,hightemperatureresistance,fatigueresistance,impactre
