文档介绍：东北大学
硕士学位论文
复合材料层合板稳定性的遗传算法优化设计研究
姓名:方秀珍
申请学位级别:硕士
专业:固体力学
指导教师:刘均
20060201
坐兰塑圭兰堡垒查要摘复合材料层合板稳定。胜的遗传算法优化设计研究塑墨愫习宓暮穸龋涸诒呓缭际⒊た肀群图釉胤绞揭欢ǖ奶跫拢孀藕穸鹊复合材料不仅是一种比强度、比模最高的孝葶料,而且是在一定范围内可自由改变其性能的材料,以达到结构设计与材料设计的商度统一,充分发挥其效能。作为飞机结构的基本元件一复合材料层合板,通过优化铺层角的设计,可以较大的提高其承载能力。,而遗传算法可以求解离散变量的优化问题,所以遗传算法对于铺层顺序的优化设计有其明显的优越性。本文采用遗传算法,针对不同约束、不同载荷、不同厚度和不同边长比的层台板,进行稳定性优化设计。本文的主要工作:首先,利用分区广义变分原理,建立复合材料加筋板位能方程;用镅员嘀屏烁春喜牧霞咏畈愫习宓奈榷ㄐ猿绦颍蠼獠愫扳屈曲临界载荷:利用砑扑愀春喜牧喜愫习宓那俳缭睾桑胱员喑绦蚣算的结果吻合;然后把这部分程序作为遗传算法中求解个体适应度函数部分的子程序,编制了遗传算法优化程序,并将算例结果与文献进行比较:通过遗传算法的优化程序,对复合材料层合板在不同边界条件、不同层数、不同加载方式、不同长宽比下的优化设计,以提高层合板的临界屈曲载荷。本文初步得到以下结论:靡糯惴ㄈ菀状锏接呕杓颇康模挥媒柚ㄖ畔ⅲ缒勘旰牡际初始点的选择。遗传算法中用单点交叉算子,保证了样本空间的多样性,同时不易破坏好的个体。佑呕乃憷梢钥闯觯谔岣卟愫习獾牧俳缜睾傻脑际拢跋觳愫习迤层顺序的因素有:愫习宓募釉胤绞剑涸诒呓缭际⒊た肀群筒愫习搴穸纫欢ǖ奶跫拢宋方向沿加载方向铺设时,有利于提高临界屈曲载荷。愫习宓谋呓缣跫涸诩釉胤绞健⒊た肀群筒愫习搴穸纫欢ǖ奶跫拢呓条件限制较多时,沿加载方向铺设有利于提高临界屈盥载荷。愫习宓某た肀龋涸诒呓缭际⒓釉胤绞胶筒愫习搴穸纫欢ǖ奶跫拢孀边长比的变化,铺层角也发生变化,但变化情况又因所加载荷而异。
增加,铺层角也发生变化,但变化情况又因所加载荷而异。疚耐ü罅考扑悖隽嗽诓煌呓缣跫⒉煌釉胤绞健⒉煌た肀群筒煌厚度下的优化后的层合板,以及对应的屈曲临界载荷。关键词:层合板:屈曲;临界载荷:遗传算法;铺层设计东北大学硕士学位论文摘要
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学位论文作者签名期:≯∞《享ǔ独创性声明学位论文版权使用授权书中取得的研究成果除加以标注和致谢的地方外,不包含其他人己经发表或撰写过的研究成果,也不包括本人为获得其他学位而使用过中作了明确的说明并表示谢意。位论文的规定:即学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索、交流。本人声明,所呈交的学位论文是在导师的指导下完成的。论文的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均己在论文本学位论文作者和指导教师完全了解东北大学有关保留、使用学的复印件和磁盘,允许论文被查阅和借阅。本人同意东北大学可以缱髡吆偷际Σ煌馔辖涣鳎朐谙路角┟环裨蚴游M狻学位论文作者签名:导师签名:签字日期:日
第一章绪论课题的研究背景体材料。复合材料的组分材料虽然保持着相对独立性,但复合材料的性能却不是组分材得更为合理,并且可以通过优化设计能明显地减轻重量和更好地发挥结构的效能“⋯。复合材料不仅给设计人员提供了一种比强度、比模量高的材料,而且给设计人员提供了当今,工程领域,尤其是航空、航天领域,最关心的是结构的有效性,这就需要高强度和轻质量的结构材料。由于复合材料本身的一些特殊性能,使其能很好的满足这些方面的要求。因此,复合材料在这些领域中得到了广泛的应用。复合材料是由两种或两种以上物理和化学性质不同的物质组合而成的一种多相固料性能的简单相加之和,而是有着重要的改进。在复合材料中,通常有一相组分为连续相,称为基体;另一组为分散相称为增强材料。。分散相可以是分散纤维,也可以是颗粒状或者弥散的填料例。复合材料既可以保持原材料的某些特点,又能发挥组合后的新特征,它可以根据需要进行设计,从而最合理的达到使用要求的性能。近年来,随着计算机日新月异地发展和普及以及优化技术的发展,已经可以用现代化的设计方法和手段进行结构设计,使得结构的优化技术不仅得以实现,而且越来越受到人们的重视。本文所采用的纤维增强复合材料由增强纤维和基体组成。纤维比较均匀地分散在基体之中,它沿纤维方向增强基体。起主要的承载作用,基体把纤维粘接成一个整体,保持纤维间的相对