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《基于遺傳算法的復合材料層合板修理方案優(yōu)化》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關內容在學術論文-天天文庫。
1、第3l卷第1期中國民航大學學報vo】．3lN。．1墊13年2月JOURNALOFCIVILAVIATIONUNIVERSITYOFCHINAFebmary2013基于遺傳算法的復合材料層合板修理方案優(yōu)化徐建新，楊維嫣，竇晨，李頂河(中國民航大學航空工程學院，天津300300)摘要：本文基于Matlab遺傳算法，研究了復合材料層合板階梯式挖補修理的參數優(yōu)化問題。利用有限元分析軟件MSC．PatrardNastran，建立了層合板階梯式挖補修理結構的三維有限元分析模型．通過計算得到不同階梯數和膠層厚度下的強度值與屈曲特征值。通過遺傳算法
2、工具箱，將所得數據擬合得到適應度函數．對挖補階梯數和膠層厚度進行多目標優(yōu)化．得到最優(yōu)修理參數集。關鍵詞：遺傳算法；階梯修補；方案優(yōu)化；復合材料中圖分類號：TB331；V229文獻標志碼：A文章編號：1674～5590(2013)01—0076—06BasedongeneticalgorithmoptimizationforcompositelaminatedplaterepairprogramXUJian-xin，YANGWei-yan，DOUChert，LIDi，tg-^e(CollegeofAeromn血ical￡畫neerin
3、g，CAUC，Tianjin300300，China)Abstract：BasedontheMalabgeneticalgorithms，theparameteroptimizationforthelaminatedcompositeplatewithasteppedre叫rwasstudied。UsingfiniteelementanalysissoftwareMSC．Patran／Nastran，athree—dimensionalfiniteelementanalysismodelisdevelopedforthelamina
4、tedcompositeplatewithasteppedrepair．Throughthegeneticalgorithmtoolbox，thedataobtainedwerefittedtothefitnessfunction，andmulti—objectiveoptimiza—tionofthestepnumberandtheadhesivethickness，thereasonablerepairsparameterssetareobtained．Keywords：geneticalgorithms；steppedrepa
5、ir；optimization；composite現代航空、航天器結構對重量系數的要求不斷提高。減輕結構重量的途徑之一是選擇高性能材料和高效承載結構，復合材料層合板結構正是適合這種情況并廣泛應用于飛機的機體結構、蒙皮和其他承力結構件中。由于復合材料在生產制造和使用過程中不可避免地會存在制造缺陷和造成損傷，因此，在使用過程中需要對其進行正確的維護和修理，以保持構件的良好狀態(tài)。航空復合材料結構的損傷形式多種多樣，如結構件的分層、脫膠、起皺、表面劃傷、凹陷、沖擊損傷和裂紋等。一種最有效并被廣泛采用的復合材料修理技術是膠接法【1．3】，膠接
6、法有貼補、斜接式挖補和階梯式挖補三種形式。已有大量的文獻對復合材料層合板的膠接修理技術進行了研究帥。目前國內外對飛機復合材料結構修理研究主要側重于校核其變形、疲勞、斷裂IS，91等強度、剛度問題，但是穩(wěn)定性問題也是復合材料結構修理必不可少的環(huán)節(jié)，否則修理后的結構是不可靠的。對于層合板結構的階梯式挖補修理，工程上主要考慮的修理參數是挖補階梯數和膠層厚度，不同的膠層厚度與挖補階梯數會對修補后的層合板結構的強度和穩(wěn)定性產生不同的影響，如何能獲得最優(yōu)的結構強度和穩(wěn)定性，成為大家密切關注的問題。本文運用有限元分析軟件MSC。Patran／Na
7、stran，對復合材料層合板結構階梯式挖補修理的強度和穩(wěn)定性問題進行了研究。建立了復合材料層合板結構的階梯式挖補有限元模型，進行了強度和屈曲分析，并運用Mat—lab的遺傳算法，對復合材料層合板結構階梯式挖補的有限元分析結果進行優(yōu)化處理，得到修理的最優(yōu)參數集。收稿日期：2012-03—10；修回日期：2012—06-25基金項目：國家自然科學基金(60979001)；中國民航大學科研重大項目(cAuA2009zDO】01)；中國民航大學科研基金項目(2011KYE03)作者簡介：徐建新(1967一)，男，江蘇人，教授，博士，研究方向
8、為飛機結構疲勞強度、復合材料結構加工．第31卷第1期徐建新，楊維嫣，竇晨，等：基于遺傳算法的復合材料層合板修理方案優(yōu)化一77—1問題描述1．1幾何模型復合材料層合板結構階梯式挖補修理結構的1／4簡化模型如圖1所示。層合板的邊界條件為：
