弯扭载荷作用变刚度复合材料圆柱壳的屈曲优化

作     者：张冰 孙士平 邓同强 黄思朦 ZHANG Bing;SUN Shi-ping;DENG Tong-qiang;HUANG Si-meng

作者机构：南昌航空大学航空制造工程学院南昌330063 

出 版 物：《南昌航空大学学报（自然科学版）》 (Journal of Nanchang Hangkong University(Natural Sciences))

年 卷 期：2018年第32卷第2期

页      面：26-32页

学科分类：08[工学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 

基　　金：国家自然科学基金(11362017) 

主　　题：变刚度复合材料 复合材料圆柱壳 屈曲优化 RSM模型 弯扭载荷 

摘      要：通过曲线纤维轨迹设计,变刚度复合材料圆柱壳将拥有比常刚度(直线纤维)圆柱壳更好的抗屈曲稳定性。为研究弯扭载荷作用下曲线纤维铺层形式和几何参数对变刚度复合材料圆柱壳屈曲性能的影响,建立了变刚度复合材料圆柱壳的参数化有限元模型,结合序列二次响应面方法和圆柱壳屈曲优化模型建立了复合材料圆柱壳曲线纤维轨迹优化的设计流程;以准各向同性铺层复合材料圆柱壳为比较基准,对弯扭载荷作用变刚度圆柱壳在不同铺层方式、不同几何参数下的屈曲性能进行了优化比较。数值结果表明:弯扭载荷作用下,变刚度圆柱壳的屈曲性能随弯矩载荷占比增加而提高,均好于准各向同性圆柱壳,但扭矩载荷占优时,优化常刚度圆柱壳的屈曲性能更具有优势。