纤维增强复合材料层合板振动参数优化方法研究

发布时间：2017-12-05 01:14

  本文关键词：纤维增强复合材料层合板振动参数优化方法研究

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【摘要】：随着航空科学技术的发展,传统材料已经很难满足高推重比、高可靠性等航空发动机性能要求,研究新型材料成为越来越紧迫的任务。树脂基纤维增强材料具有高的比强度和比刚度以及优良的阻尼性能,且具有优秀的可设计性,目前已广泛地应用在航空、航天等重要领域。本文对纤维增强复合材料板做了以下四方面的研究:一、利用有限元基本理论建立复合材料层合板动力学模型,并利用模态实验验证了模型的正确性;在此基础上,利用Newmark法与波前法求解了层合板振动微分方程,并分析了简谐激励以及瞬态激励下层合板的响应特性。二、利用精英策略的自适应遗传算法(AGA)分析了变刚度复合材料层合板的振动参数优化问题,并与传统遗传算法优化结果进行了比较;分析了不同边界条件下、不同分区数下变刚度单层板基频以及阻尼优化的结果;并探讨了同等厚度下不同分层数目对振动参数优化结果的影响。采用直接比较法讨论了振动参数的多目标优化问题。三、以对应角度的单元刚度、阻尼矩阵为优化变量,应用离散材料优化方法(DMO)以及移动渐近线优化算法(MMA)研究了变刚度单层板的振动参数优化问题。研究了不同插值函数惩罚因子下变刚度板振动优化问题的收敛性能与寻优性能,并探讨了迭代过程中层合板振型的变化情况。四、比较了不同分区数目下MMA算法的优化结果与AGA算法的优化结果。研究复合材料层合板的振动参数优化问题具有重要的工程意义。对于任意的边界条件,可得到具有较高刚度以及阻尼性能的铺层角度结果,根据所得到的铺层角度结果制造层合板可以有效的降低结构的振动响应,提高机械的可靠性与寿命。
【学位授予单位】：南京航空航天大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：V258.3

【参考文献】

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本文编号：1253025