玻璃钢/复合材料 ›› 2016, Vol. 0 ›› Issue (8): 27-32.
孙士平, 邓同强, 胡政
收稿日期:
2016-03-21
出版日期:
2016-08-28
发布日期:
2016-08-28
作者简介:
孙士平(1972-),男,博士,副教授,主要从事材料/结构的拓扑优化设计研究,shipingsun@163.com。
基金资助:
SUN Shi-ping, DENG Tong-qiang, HU Zheng
Received:
2016-03-21
Online:
2016-08-28
Published:
2016-08-28
摘要: 为有效设计丝束变角度(VAT)层合板的频率性能,首先基于纤维方向角的线性变化定义建立了VAT层合板参数化有限元模型,开展了VAT层合板频率性能的参数化研究;其次,基于纤维轨迹的周期性特征,对比分析了VAT层合板不同长宽比和厚度对频率性能的影响;最后,结合序列响应面方法,完成了不同边界下最优化VAT层合板频率特性的纤维轨迹参数设计。计算结果表明,VAT层合板的一阶频率基本不受纤维参考方向角影响,而优化纤维参考方向角能有效提高一二阶频率带隙;特征长度对频率特性的影响随长宽比增大而衰减;越薄的VAT层合板其频率特性受纤维轨迹的影响越大。研究结果为VAT层合板的频率性能设计提供了参考。
中图分类号:
孙士平, 邓同强, 胡政. 丝束变角度层合板频率性能的参数化分析与优化[J]. 玻璃钢/复合材料, 2016, 0(8): 27-32.
SUN Shi-ping, DENG Tong-qiang, HU Zheng. PARAMETRIC ANALYSIS AND OPTIMIZATION OF FREQUENCY PROPERTY OF VARIABLE ANGLE TOW LAMINATES[J]. Fiber Reinforced Plastics/Composites, 2016, 0(8): 27-32.
[1] 秦永利. 纤维曲线铺放制备变刚度复合材料层合板的研究进展[J]. 玻璃钢/复合材料, 2012(1): 61-66. [2] Hyer M W, Charette R F. Use of curvilinear fiber format in composite structure design[J]. AIAA Journal, 1991, 29(6): 1011-1015. [3] Gürdal Z, Olmedo R. In-plane response of laminates with spatially varying fiber orientations: variable stiffness concept[J]. AIAA Journal, 1993, 31(4): 751-758. [4] Waldhart C. Analysis of tow-placed variable-stiffness laminates[D].Blacksburg, VA: Vir-ginia Polytechnic Institute and State University, 1996. [5] Jegley D C, Tatting B F, Gürdal Z. Tow-steered panels with holes subjected to compression or shear loading: Proceedings of the 46th AIAA/ASME/ AHS/ASC structures, structural dynamics and materials(SDM) conference[C]. Austin, TX, USA: AIAA, 2005. [6] Lopes C S, Gürdal Z, Camanho P P. Variable stiffness composite panels: buckling and first-ply failure improvements over straight fibre laminates[J]. Comput. Struct., 2008, 86: 897-907. [7] Gürdal Z, Tatting B F, Wu C K. Variable stiffness composite panels: effects of stiffness variation the in-plane and buckling response[J]. Composites Part A: Applied Science and Manufacturing, 2008, 39: 911-922. [8] Wu Z M, Weaver P M, Raju G, et al. Buckling analysis and optimisation of variable angle tow composite plates[J]. Thin-Walled Structures, 2012,60: 163-172. [9] Alhajahmad A, Abdalla MM, Gürdal Z. Optimal design of tow-placed fusedlage panels for maximum strength with buckling considerations[J]. Journal of Aircraft, 2010, 47(3): 775-782. [10] Liu W L, Butler R. Buckling optimization of variable angle tow panels using the infinite strip method[J]. AIAA Journal, 2013, 51(6): 1442-1449. [11] Groh RMJ, Weaver PM. Buckling analysis of variable angle tow, variable thickness panels with transverse shear effects[J]. Computer Structures, 2014,107: 482-493. [12] 马永前. 纤维曲线铺放的变刚度复合材料层合板的屈曲[J]. 玻璃钢/复合材料, 2009(5):31-35. [13] 杜宇, 杨涛, 李志猛, 等. 纤维曲线铺放的变刚度复合材料层合板的失效分析[J]. 宇航材料工艺, 2013, 5: 22-25. [14] 杜宇, 杨涛, 戴维蓉, 等. 纤维曲线铺放的变刚度复合材料损伤失效试验研究[J]. 固体火箭技术, 2013, 36(6): 826-830. [15] 杨竣博, 宋笔锋, 钟小平. 丝束变角度层合板屈曲性能的有限元分析[J]. 复合材料学报, 2014, 31(4): 991-997. [16] 杨竣博, 宋笔锋, 钟小平. 丝束变角度层合板屈曲性能的参数化研究[J]. 复合材料学报, 2015,32(4): 1145-1152. [17] Honda S, Narita Y, Sasaki K. Discrete Optimization for Vibration Design of Composite Plates by Using Lamination Parameters[J]. Advanced Composite Materials, 2009, 18: 297-314. [18] Akhavan H, Ribeiro P. Natural modes of vibration of variable stiffness composite laminates with curvilinear fibers[J]. Composite Structures, 2011,93: 3040-3047. [19] 孙士平, 胡坚堂. 基于均匀设计序列响应面法的开孔圆柱壳屈曲优化[J]. 计算机辅助设计与图形学学报, 2016, 28(1): 146-154. |
[1] | 朱宏伟, 刘轲, 赵昌方. 碳纤维复合材料蜂窝结构制备及轴向压溃力学行为研究[J]. 复合材料科学与工程, 2024, 0(12): 5-11. |
[2] | 尹志豪, 葛超坤, 徐平, 铁瑛, 张臻臻, 鞠光. 聚乙烯-甲基丙烯酸缝合模式对复合材料抗冲击性能影响[J]. 复合材料科学与工程, 2024, 0(12): 12-18. |
[3] | 刘雁鹏, 韩宇泽, 任中杰, 任明法. 超薄单层碳纤维增强复合材料板拉伸和压缩失效行为研究[J]. 复合材料科学与工程, 2024, 0(12): 19-25. |
[4] | 黄淼林, 方海, 霍瑞丽, 陈航. 五种植物纤维/聚乙烯木塑复合材料紫外老化性能[J]. 复合材料科学与工程, 2024, 0(12): 26-33. |
[5] | 行小龙, 黄金鑫, 张健, 刘祎, 阮英波, 张承双. 基于动态硼酸酯键的可重塑酚醛树脂及其复合材料[J]. 复合材料科学与工程, 2024, 0(12): 34-42. |
[6] | 侯镇弘, 陆奇, 赵星诺, 徐锦文, 夏宏伟, 张颂, 侯锐钢, 周权. 联苯型环氧树脂强韧化TDE-85树脂体系的制备与性能[J]. 复合材料科学与工程, 2024, 0(12): 43-48. |
[7] | 姚卓君, 郝尚, 李钱福, 杨征强, 张砚达, 刘千立. 热熔法预浸料用双酚M氰酸酯树脂的制备及性能研究[J]. 复合材料科学与工程, 2024, 0(12): 49-53. |
[8] | 张锦光, 陈睿, 窦玉宽, 鲁季坤, 文湘隆. 四韧带手性夹芯结构的振动带隙特性研究[J]. 复合材料科学与工程, 2024, 0(12): 54-61. |
[9] | 苏海亮, 马莲花, 展新, 覃记荣, 张彦会. 基于熵权-TOPSIS的CFRP电池箱体铺层优化设计[J]. 复合材料科学与工程, 2024, 0(12): 62-68. |
[10] | 徐权威, 郭小锋, 乔书杰, 李思卿, 车江宁. 基于神经网络的风电叶片极限载荷预测及玻碳混合铺层结构优化[J]. 复合材料科学与工程, 2024, 0(12): 69-74. |
[11] | 徐俊, 崔骁鹏, 王向东, 李成良, 黄辉秀. 碳粉污染对风电叶片防雷性能影响的研究[J]. 复合材料科学与工程, 2024, 0(12): 75-79. |
[12] | 张迪超, 严刚, 于鑫飞. 基于激光诱导石墨烯的复合材料电加热结构实验研究[J]. 复合材料科学与工程, 2024, 0(12): 80-86. |
[13] | 千银敏, 沈寒峰, 王涛, 张开金. 纤维增强复合材料加强混凝土的约束效应研究[J]. 复合材料科学与工程, 2024, 0(12): 87-95. |
[14] | 邢海瑞. 风电叶片壳体贯穿性损伤的修复方案设计及验证[J]. 复合材料科学与工程, 2024, 0(12): 96-105. |
[15] | 宣善勇, 王校培, 王志远, 张楠, 符彬, 范鑫. 复合材料层合板高速冲击后压缩性能试验研究[J]. 复合材料科学与工程, 2024, 0(12): 106-112. |
阅读次数 | ||||||
全文 |
|
|||||
摘要 |
|
|||||