連續(xù)纖維增強(qiáng)復(fù)合材料結(jié)構(gòu)多尺度拓?fù)鋬?yōu)化設(shè)計(jì)

編號(hào)：FTJS106940

篇名：連續(xù)纖維增強(qiáng)復(fù)合材料結(jié)構(gòu)多尺度拓?fù)鋬?yōu)化設(shè)計(jì)

作者：葉紅玲 董永佳 肖揚(yáng) 王偉偉

關(guān)鍵詞： 連續(xù)纖維增強(qiáng)復(fù)合材料 拓?fù)鋬?yōu)化 多尺度優(yōu)化 主應(yīng)力方向

機(jī)構(gòu)： 北京工業(yè)大學(xué)數(shù)學(xué)統(tǒng)計(jì)學(xué)與力學(xué)學(xué)院

摘要： 連續(xù)纖維增強(qiáng)復(fù)合材料具有重量輕、比強(qiáng)度和比模量高的特點(diǎn),日益受到航空航天等高端裝備制造領(lǐng)域的青睞,同時(shí)連續(xù)纖維3D打印技術(shù)的發(fā)展使具有復(fù)雜幾何構(gòu)型和纖維分布的復(fù)合材料結(jié)構(gòu)制造成為可能。為發(fā)揮復(fù)合材料多尺度的可設(shè)計(jì)性及獲得更好的結(jié)構(gòu)性能,本文基于獨(dú)立連續(xù)拓?fù)渥兞刻岢隽艘环N連續(xù)纖維復(fù)合材料結(jié)構(gòu)多尺度拓?fù)鋬?yōu)化方法。該方法引入基于主應(yīng)力的纖維方向插值策略,解決纖維取向優(yōu)化過(guò)程中易陷入局部最優(yōu)的問(wèn)題,實(shí)現(xiàn)連續(xù)纖維復(fù)合材料結(jié)構(gòu)宏觀拓?fù)洹⑽⒂^纖維方向和纖維疏密的并行優(yōu)化設(shè)計(jì)。采用移動(dòng)漸近算法(MMA)進(jìn)行優(yōu)化求解,數(shù)值算例證明了提出方法的有效性和穩(wěn)定性,對(duì)連續(xù)纖維復(fù)合材料結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和路徑規(guī)劃具有指導(dǎo)意義。