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《湖南大学》 2012年
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蜂窝夹层板的抗撞性优化设计

任丽丽  
【摘要】:蜂窝夹层板已经广泛应用于航空航天领域,如今在船舶、轨道交通和汽车领域的应用也越来越多,其冲击问题直接关系到结构的完整性和安全性。除构件本身的材料特性外,蜂窝夹层板的抗撞性还与夹芯的形状、边长、壁厚、夹角和高度等因素密切相关,所以研究蜂窝夹层板的抗撞性与这些参数之间的关系是非常必要的。本文将在前人工作的基础上,基于显式有限元技术和响应面方法对几种常用的夹层板结构进行抗撞性优化设计。 本文首先综述了蜂窝夹层板的冲击问题和抗撞性优化问题的国内外研究现状;然后简要介绍了显式有限元数值求解技术的基本理论及结构抗撞性优化设计中所要用到的试验设计方法和响应面近似理论;随后采用显式有限元计算程序LS-DYNA和响应面方法对常用的经典蜂窝夹层板和波纹形夹层板进行了抗撞性优化设计。 在对经典蜂窝夹层板进行研究时,首先对比了正六边形蜂窝夹层板与纯蜂窝结构的抗撞性;其次采用析因设计方法筛选出对正六边形蜂窝夹层板的抗撞性影响较大的结构参数,并以比吸能为目标指标、最大撞击载荷为约束指标,采用响应面方法对正六边形蜂窝夹层板进行了抗撞性优化设计;继而对正四边形蜂窝夹层板进行了有约束单目标和多目标抗撞性优化设计,并对具有最优构形的两种经典蜂窝夹层板的抗撞性进行了对比研究。在对波纹形夹层板进行抗撞性优化设计时,首先以吸能量为目标函数对梯形和三角形元胞的形状进行了优化设计;然后采用响应面方法对具有最优元胞形状的梯形夹层板的尺寸参数进行了抗撞性优化设计;最后对具有相同的面板厚度和夹芯层密度的两种波纹夹层板在低速局部冲击和平板冲击两种工况下的抗撞性进行了对比研究。 本文的研究方法对其他形式夹层板结构的抗撞性研究具有一定的理论参考价值,研究结果对工程实际应用中夹芯形状和结构参数的选取具有重要的指导意义。
【学位授予单位】:湖南大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2012
【分类号】:TB30

【引证文献】
中国期刊全文数据库 前3条
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2 甘代伟;;高速列车异质金属曲面夹层板交变载荷作用下性能研究[J];机械设计与制造工程;2017年07期
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中国硕士学位论文全文数据库 前5条
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【参考文献】
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中国重要会议论文全文数据库 前2条
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2 张延昌;顾金兰;王自力;张世联;;蜂窝夹层板结构抗冲击正交试验优化设计[A];第九届全国冲击动力学学术会议论文集(下册)[C];2009年
中国博士学位论文全文数据库 前1条
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【共引文献】
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【同被引文献】
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1 李慧;张磊;甘浪雄;郑元洲;赵晓博;;夹层板改善单舷侧散货船耐撞性能的数值模拟分析[J];船海工程;2015年06期
2 魏然;王显会;周云波;王良模;郑雅丽;;帕累托最优在车辆底部防护结构设计中的应用研究[J];兵工学报;2015年06期
3 王显会;佘磊;郭启涛;魏然;郑雅丽;;基于抗冲击波响应的新型蜂窝夹层结构多目标优化设计[J];车辆与动力技术;2014年04期
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【二级引证文献】
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中国期刊全文数据库 前10条
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3 白瑞祥;陈浩然;苏长健;;复合材料夹层板压-剪稳定性有限元分析[A];计算力学研究与进展——中国力学学会青年工作委员会第三届学术年会论文集[C];1999年
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5 张延昌;顾金兰;王自力;张世联;;蜂窝夹层板结构抗冲击正交试验优化设计[A];第九届全国冲击动力学学术会议论文集(下册)[C];2009年
6 富明慧;刘祚秋;刘耀鹏;;蜂窝夹层板的一种等效单层模型[A];第十届全国结构工程学术会议论文集第Ⅰ卷[C];2001年
7 冯琨程;陈国平;;金属波纹夹层板力学性能等效的有限元分析方法[A];中国力学大会——2013论文摘要集[C];2013年
8 王自力;张延昌;顾金兰;;水下爆炸冲击载荷下激光焊接夹层板动态响应分析[A];第四届全国船舶与海洋工程学术会议论文集[C];2009年
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4 记者 邵杰;优化设计 加快建设[N];四平日报;2014年
5 本报记者 吴林;“中国之家”技术特色[N];中国房地产报;2009年
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7 王泽斌;计算机辅助玻璃配主优化设计[N];中国建材报;2007年
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5 张攀;空中近场爆炸载荷下夹层板结构的动力学行为及其失效机理研究[D];华中科技大学;2014年
6 丁金华;机械结构有限元动力优化设计的逆摄动方法研究[D];大连理工大学;2000年
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1 张建英;夹层圆板在磁场中的随机振动分析[D];燕山大学;2015年
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3 黄志平;考虑高阶剪切变形硬夹芯夹层板的弯曲研究[D];南京航空航天大学;2014年
4 陈家鹏;基于修正Hoff理论硬夹芯夹层板弯曲问题研究[D];南京航空航天大学;2014年
5 吴廷洋;蜂窝夹层板隔声特性研究与低噪声结构设计[D];南昌航空大学;2016年
6 卢卫彬;钢/尼龙夹层板的压缩力学性能研究[D];江苏科技大学;2016年
7 舒成福;瓦楞夹层板弯曲载荷下的理论推导和工程设计[D];湖南大学;2016年
8 陈一鸣;船用复合材料夹层板力学性能研究[D];江苏科技大学;2016年
9 张瑞鹏;大跨度空腹网架与空腹夹层板楼盖结构体系的研究与对比[D];贵州大学;2016年
10 刘卓群;钢空腹夹层板楼盖静力计算模型研究[D];贵州大学;2016年
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