非对称铺层复合材料层合板质量优化设计

• 作者: 王伟 张有宏 常新龙 胡宽 王春文
• 来源期刊: 力学与实践
• 学科: 航空航天
• 关键词: 复合材料 层合板 力学性能 优化设计
• 年，卷（期）: 2021,（1）
• 所属期刊栏目: 应用研究
• 页码范围: 13-19
• 页数: 7页
• 分类号: V19
• 语种: 中文
• DOI: 10.6052/1000-0879-20-321

摘要

复合材料广泛应用于航空航天等领域,追求轻量化设计已经成为研究重点.对复合材料层合板质量优化设计,可以减少层合板的纤维用量,减小层合板的质量,降低成本.首先研究复合材料层合板在承受轴向载荷时,产生的形变量、应力示意图,分析容易发生失效部位;以层合板铺层厚度为设计变量,最大应变、铺层比例等为约束条件,最小化层合板质量为优化目标,对碳纤维复合材料层合板铺层厚度等设计变量进行优化,利用强度理论对优化结果进行校核,结合力学试验对比分析优化前后层合板力学性能.结果表明:碳纤维复合材料层合板经过优化后,总质量减轻约16.7％,优化后的层合板满足复合材料强度理论,实验结果与软件仿真具有一致性,说明优化方法是合理可靠的.