收藏本站
收藏 | 论文排版

基于ISIGHT的复合材料波纹夹层板的结构设计与优化

郑浩  
【摘要】:随着现代工程的不断发展,轻型化正成为工程结构设计的主流趋势,这使得复合材料在工程领域中大放异彩。在船舶领域中,伴随着舰船科技的不断进步,复合材料在船舶轻型化设计中也得到了青睐。复合材料具有比强度高、比模量大、耐疲劳性能好、阻尼减振性能好等特点,以及设计灵活等特性。船用复合材料一般是以特殊的夹层结构的形式出现,其结构形式为面板—芯材—面板。芯材的种类常见的有泡沫芯材、蜂窝式芯材、桁架式芯材以及波纹式芯材。其中,波纹式夹层板结构凭借承载能力强、吸能效果好以及热防护作用明显的特性成为近年来国内外学者研究的焦点。含有复合材料波纹芯材的夹层板结构具有厚度薄、刚度大、质量轻等优点,但其力学行为更加复杂,对其力学性能开展相关的分析研究,将有利于波纹夹层板在船舶领域的推广应用和优化设计更新。本文对复合材料波纹夹层板结构进行了静力学仿真分析,对结构整体高度以及波纹芯材间距和夹角参数进行了影响分析,并基于ISIGHT优化平台对结构的铺层厚度进行了试验设计和多目标优化设计。本文的具体研究内容如下:(1)基于ABAQUS有限元软件建立复合材料波纹夹层板结构的静力学仿真模型,在一定的静压载荷及边界条件下,对结构的强度和刚度进行分析。在原始结构尺寸的基础下,对结构的整体高度、芯材间距和芯材夹角进行参数影响分析,探究各参数对结构强度和刚度的影响规律,并且寻找最佳的参数组合方案。对寻得的最佳参数模型进行有限元校核分析,并将其作为DOE试验设计分析的初始模型。(2)利用优化软件ISIGHT集成有限元软件ABAQUS,采用优拉丁超立方设计方法对上述的最佳参数模型进行DOE试验设计分析。将面板及波纹芯材的各单层铺层厚度作为设计因子,结构强度、刚度和质量作为设计响应,辨识影响设计响应的关键因子,获得设计因子对各响应的灵敏度,并确定最佳铺层厚度的参数组合形式。对获得的最佳铺层厚度参数模型进行有限元校核分析,并将其作为多目标优化设计的初始模型。(3)利用优化软件ISIGHT集成有限元软件ABAQUS,采用第二代非劣排序多目标遗传算法对上述的最佳铺层厚度参数模型进行多目标优化设计。将面板及波纹芯材的各单层铺层厚度作为设计变量,结构强度作为约束条件,刚度和质量作为目标函数,寻求优化问题的Pareto最优解集和Pareto前沿,并从最优解集中确定本文所需的最优解。对最优解参数模型进行有限元校核分析,并将其与基础参数模型进行对比分析。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前19条
1 周新院;曹爱霞;杜友威;于佳为;;舰用波纹夹层板的抗冲击性能分析[J];电子质量;2019年01期
2 刘昆;王哲;王自力;;波纹夹层板冲击响应理论计算方法研究[J];振动与冲击;2019年02期
3 郑亚雄;;复合材料梯形波纹夹层板的优化设计[J];直升机技术;2011年02期
4 潘晋;吴天昊;周初阳;许明财;;铝合金波纹夹层板在低速冲击下的耐撞性研究[J];武汉理工大学学报(交通科学与工程版);2017年06期
5 吴海建;李胜秋;张山;;纵向波纹柱形耐压壳屈曲特性研究[J];科技创新导报;2020年08期
6 沙木;;波纹[J];诗刊;2021年20期
7 马嘶;;愤怒[J];诗刊;2019年24期
8 张琳;;《波纹》[J];明日风尚;2018年13期
9 王猛;;一段波纹的前世今生[J];中国诗歌;2013年12期
10 乔羽;刘天智;;波纹[J];歌海;2008年04期
11 徐耀禔;;塑料波纹电管的应用[J];化学建材;1987年S1期
12 黄小瑞;;听树林歌唱[J];诗刊;2009年03期
13 严双红;;生命的波纹[J];中学英语园地(初三版);2009年04期
14 马加芬;;生命的波纹[J];新高考(高一版);2009年04期
15 常项斯;;生命的波纹[J];高中生;2010年27期
16 小小;;生命的波纹[J];少年文摘;2007年09期
17 岳明;;道路为何起波纹?[J];大科技(科学之谜);2008年01期
18 杨东升;;生命的波纹[J];中学生英语(高中版);2008年26期
19 刘佳奎;;小溪的歌[J];四川教育;1986年06期
中国重要会议论文全文数据库 前20条
1 任宪奔;张玮;李营;;空爆载荷作用下波纹夹层板的冲击响应分析与优化设计[A];中国力学大会-2015论文摘要集[C];2015年
2 庄文铮;吴志刚;杨超;;梯形波纹夹层板颤振特性分析[A];2018年全国固体力学学术会议摘要集(下)[C];2018年
3 郭锐;张钱城;金峰;卢天健;;梯形波纹夹层板均匀化等效模型与仿真[A];中国力学大会——2013论文摘要集[C];2013年
4 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
5 方明宇;朱惠红;;波纹膨胀节疲劳测试和计算说明[A];第十三届全国膨胀节学术会议论文集——膨胀节技术进展[C];2014年
6 刘瑞霞;徐国彬;;金属正弦形波纹拱壳有限元模型自动划分网格[A];2001年全国建筑钢结构行业大会论文集[C];2001年
7 胡金华;秦有权;孙仁帅;;化爆荷载作用下波纹钢集装箱结构受力分析[A];第八届全国结构工程学术会议论文集(第Ⅲ卷)[C];1999年
8 侯军生;;树脂基复合材料波纹梁成型技术[A];复合材料:生命、环境与高技术——第十二届全国复合材料学术会议论文集[C];2002年
9 董颖杰;周学军;王晓晔;;正弦波纹腹板钢梁腹板在均布受压荷载作用下屈曲的理论分析[A];第九届全国现代结构工程学术研讨会论文集[C];2009年
10 王传慧;栾艳萍;张云;席丰;;两种波纹几何参数对波纹腹板钢梁弯扭屈曲临界弯矩的影响[A];第19届全国结构工程学术会议论文集(第Ⅰ册)[C];2010年
11 李宝洋;;基于Isight的长波天线纤绳应力优化[A];2015年全国天线年会论文集(下册)[C];2015年
12 邱克鹏;张卫红;;基于尺度效应的夹层板弯曲响应分析和夹芯结构设计[A];中国力学学会学术大会'2009论文摘要集[C];2009年
13 刘鑫宇;杨庆生;;三浦折纸夹层板结构受球体冲击的响应数值模拟研究[A];北京力学会第二十八届学术年会论文集(上)[C];2022年
14 何斌策;张君华;孙莹;;曲壁蜂窝夹层板在亚音速气流中的稳定性分析[A];第十四届全国振动理论及应用学术会议(NVTA2021)摘要集[C];2021年
15 薛潇;张君华;;曲壁蜂窝夹层板的振动试验分析[A];第十四届全国振动理论及应用学术会议(NVTA2021)摘要集[C];2021年
16 刘昆;柯力;王加夏;李遥;王自力;;局部载荷作用下U型折叠式夹层板结构响应研究[A];2019年中国造船工程学会优秀学术论文集[C];2020年
17 王小明;魏强;;波纹夹层板在集中力作用下的应力计算方法[A];协同创新 砥砺奋进——船舶力学学术委员会第九次全体会议文集[C];2018年
18 阮志刚;应祖光;;周期性夹层板纵向受压的参激稳定性[A];第30届全国结构工程学术会议论文集(第Ⅰ册)[C];2021年
19 陈林;庞福振;张延昌;郑律;;舰用V型夹层板抗冲击载荷压皱性能研究[A];2013年中国造船工程学会优秀学术论文集[C];2014年
20 余音;汪海;何峰;;复合材料夹层板结构脱胶检测小波分析[A];第十五届全国复合材料学术会议论文集(下册)[C];2008年
中国博士学位论文全文数据库 前7条
1 李百建;波纹钢-混凝土复合结构的强度分析与试验研究[D];华南理工大学;2020年
2 张冠敏;复合波纹板式换热器强化传热机理及传热特性研究[D];山东大学;2006年
3 白瑞祥;含损伤复合材料夹层板和加筋板的损伤扩展与破坏研究[D];大连理工大学;2002年
4 尚高峰;轻量化船舶结构极限强度研究[D];中国舰船研究院;2011年
5 王盛春;蜂窝夹层结构复合材料的声振特性研究[D];重庆大学;2011年
6 宋继伟;球面不连续波纹板式换热器传热与流动特性研究[D];山东大学;2012年
7 赵继辰;螺旋波纹结构超声导波传播特性及典型缺陷检测研究[D];北京工业大学;2013年
中国硕士学位论文全文数据库 前20条
1 郑浩;基于ISIGHT的复合材料波纹夹层板的结构设计与优化[D];华中科技大学;2020年
2 张山;周向波纹柱形耐压壳抗压特性及参数影响规律研究[D];江苏科技大学;2020年
3 闫沛源;双向弯曲和扭转作用下波纹腹板钢吊车梁的整体稳定分析[D];西安建筑科技大学;2016年
4 李鸿桥;无网格法在波纹夹层板断裂分析中的应用[D];广西大学;2014年
5 常建华;波纹腹板钢梁承载力研究[D];河南工业大学;2010年
6 焦义;波纹腹板钢梁的受力分析[D];昆明理工大学;2012年
7 邱实;近距离爆炸下波纹夹层板对钢筋混凝土柱防护效果研究[D];天津大学;2019年
8 董海涛;波纹腹板梁在起重机中的应用研究[D];武汉科技大学;2012年
9 马真迪;波纹摩擦阻尼器的有限元分析及试验研究[D];长春工程学院;2017年
10 赵登山;基于波纹腹板的起重机主梁结构性能研究[D];西南交通大学;2016年
11 陈光林;超大直径波纹钢空心桩的开发研究[D];华东交通大学;2013年
12 黄莉;板式换热器波纹参数优化的数值模拟试验研究[D];北京化工大学;2010年
13 任国超;带波纹腹板的可替换耗能梁段抗震性能研究[D];兰州理工大学;2021年
14 李胜秋;纵向波纹柱形耐压壳屈曲特性分析及试验研究[D];江苏科技大学;2020年
15 杨洋洋;梯形波纹腹板H型钢梁的力学性能研究[D];西安建筑科技大学;2013年
16 蔡彤辉;复合材料波纹梁的连续损伤模型及耐撞性分析[D];南京航空航天大学;2020年
17 王智慧;波纹夹层板轮印载荷分配与极限承载能力研究[D];华中科技大学;2015年
18 葛瑞钧;波纹型柔性蒙皮基体基本特性研究及其驱动初探[D];南京航空航天大学;2009年
19 白泽坤;基于ISIGHT的油船结构优化技术研究[D];大连理工大学;2019年
20 何松;基于ISIGHT平台的蜗壳式混流泵多目标优化及空化特性分析[D];江苏大学;2019年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 记者 魏双林 通讯员 杜文军;衡板海力公司波纹横剪生产线投产[N];中国冶金报;2008年
2 本报实习记者 李博含;波纹钢未来或将“大显身手”[N];中国冶金报;2013年
3 本报记者 龚保华;白山生韵致 诗海起波纹[N];吉林日报;2005年
4 特约记者 李积轩;夹层板代替传统钢板造船[N];中国船舶报;2001年
5 刘惠思;2011年俄波纹纸板包装产量将提高3%[N];远东经贸导报;2010年
6 记者 张娜;海东5万吨波纹钢管项目正式投产[N];海东时报;2017年
7 本刊实习记者 彭文新;活力,来自创新[N];秦皇岛日报;2006年
8 记者 徐海鸿;西北首条螺旋波纹钢管生产项目入驻海东工业园[N];海东时报;2015年
9 宏立;荷兰开发高效复合材料芯层板[N];中国建材报;2006年
10 记者 马新;西北地区首条螺旋波纹钢管生产项目入驻海东工业园[N];青海日报;2015年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978