复合材料层合板考虑弯曲挠度和自振频率的优化设计

作     者：唐俊 

作者机构：大连工学院弹塑性研究室 

出 版 物：《大连理工大学学报》 (Journal of Dalian University of Technology)

年 卷 期：1984年第3期

页      面：100-100页

主　　题：层合板 铺设角 复合材料 弯曲挠度 优化设计 自振频率 固有频率 

摘      要：纤维复合材料层合板的刚度、稳定性及振动等问题都是设计中必须考虑的问题,国内外学者对“双向铺设层合板考虑稳定、自振频率及弯曲挠度的铺层优化设计曾进行过研究,他们都是以各层板的铺设角为设计变量,然后用 Powell法或变尺度法逐次改变设计变量搜寻各层板的最优铺设角。我们对上述问题进一步进行了研究,论证了层板的拉伸-弯曲耦合刚度必定使层板的固有频率降低,使层板承受横向载荷的挠度增加,因而寻求提高固有频率或降低横向挠度的最优铺设层板必定是对称铺设结构。上述优化问题可以只对对称层板进行分析,进一步的分析还证明了上述优化问题,均可化为单设计变量问题,也就是各层板的最优铺设角必定相同,我们导出了上述最优铺设角a的极其简单的计算公式式中QV为各层板的刚度矩阵元素,尸为板的长宽比,m及I则为板的振型沿工及y方向的半波数,对弯曲问题则为挠度函数的半波数。若考虑最低固有频率,则上述公式化为 相应的目标函数计算公式均极其简单,因而对上述优化设计问题可以不必利用数学规划的方法进行搜索,只要利用上述公式即可直接算出最优铺设角及相应的目标函数值。复合材料层合板考虑弯曲挠度和自振频率的优化设计@唐俊$大连工学院弹塑性研究室