复合材料蜂窝夹层结构的优化设计

       利用复合材料蒙皮结构的弯扭耦合效应可以改善翼面的气动弹性特性，为使这种结构的弯曲扭转耦合效应最大，采用遗传算法来优化设计这类结构，并以蜂窝结构为例进行分析，采用有限元计算软件分析目标函数，将铺层板、蜂窝夹芯的强度作为约束函数，并通过遗传算法优化与有限元计算有机的结合、开发了以有限元为基础的复杂问题的结构优化软件系统。

       为研究利用复合材料非对称非均衡特性进行翼面的气动特性剪裁问题，以蜂窝结构为例进行了该结构的优化问题的分析研究，复合材料蜂窝夹层结构由上下反对称的复合材料面板、厚而轻的芯子组成，它具有最优强度／重量比、刚度／重量比和可设计性，因此复合材料蜂窝结构广泛应用在航空航天领域，而优化设计这类结构则需要先进的设计概念和严密的优化方法，目前应用遗传算法来优化设计复合材料蜂窝结构得到广泛的应用。

       在高速飞行时，机翼产生很小的变形就可能引起空气动力特性恶化，甚至引起颤振和操纵面反效等问题，其主要原因之一就是由于结构扭转和弯曲变形与气动力产生耦合效应造成的，通过利用复合材料铺层的弯曲扭转耦合效应，可以剪裁蒙皮的铺层，以改善翼面的气弹特性。

       本研究的目的是在给定的载荷条件下，满足强度和刚度要求前提下，优化复合材料的铺层体系，在重量最轻情况下，使蜂窝板产生的扭转耦合效应最大。

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