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《基于实体-壳耦合模型复合材料层压板低速冲击阻抗优化8_15》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在应用文档-天天文库。
1、基于实体-壳耦合模型的复合材料层压板冲击损伤阻抗优化伊鹏跃，李真，陈秀华，于哲峰，汪海（上海交通大学航空航天学院，上海200240）摘要：为优化复合材料层压板的冲击损伤阻抗，提出了基于实体-壳耦合模型的优化方法。模型以实体单元模拟冲击点区域，以壳单元模拟周围区域，采用耦合约束连接实体与壳，引用渐进损伤材料本构，提出了冲击下与纤维方向种数相关的损伤变量。优化过程利用遗传算法。通过算例对冲击阻抗的优化方法进行了验证，并对复合材料盒段壁板进行了铺层优化，结果表明：基于实体-壳耦合模型的遗传优化方法效率高，收敛优，提高了层压板的抗冲击性能。关键词：实体-壳耦合；复合材料；冲击；损伤阻抗
2、；优化；遗传算法中图分类号：TB330.1文献标志码：AOntheapplicationofsolid-shellcouplingmodelforoptimizingdamageresistanceofcompositesunderlow-velocityimpactYiPengyue,LiZhen,ChenXiuhua,YuZhefeng,WangHai(SchoolofAeronauticsandAstronautics,ShanghaiJiaoTongUniversity,Shanghai200240,China)Abstract:Foroptimizingdamager
3、esistanceofcompositeslaminatesunderimpact,amethodofoptimizationbasedonsolid-shellcouplingfiniteelement(FE)modelwaspresented.SolidelementwasusedtosimulatetheimpactregionandShellelementwasusedintheotherregionofthelaminatesInthemodel.Theyareconnectedbycouplingconstraint.Adamagevariablerelatedto
4、thenumberoffiberorientationswasdevelopedintheapplicationofprogressivedamagematerialconstitutiverelationship.Optimizationwasimplementedbygeneticalgorithm.Effectivenessofthedamageresistanceoptimizationmethodisdemonstratedbyclassicalexamples.Plystackingmethodofcompositewing-boxpanelaimedatimpac
5、tdamageresistancewasoptimized.Resultsindicatedthatthemethodofgeneticalgorithmoptimizationbasedonsolid-shellcouplingmodelisefficientandconvergent.Itraisedtheperformanceoflaminatesagainstimpactloading.Keywords：solid-shellcoupling;composite;impact;damageresistance;optimization:geneticalgorithm1
6、引言复合材料由于比强度、比刚度高，可设计性强，在航空航天以及民用结构中得到广泛应用[[]张小娟,张博平,张金奎等.基于凹坑深度的复合材料低速冲击损伤分析[J].实验力学,2010,25(3):234-238.ZhangXiaojuan,ZhangBoping,ZhangJinkui.Damageanalysisforcompositematerialssubjectedtolow-speedimpactbasedonpit-depthanalysis[J].JournalOfExperimentMechanics,2010,25(3):234-238.]。但其层间强度低，对横向
7、载荷敏感，低速冲击损伤易发生于材料内部且多目视不可见，降低了结构承载强度[[]FaggianiA,FalzonBG.Predictinglow-velocityimpactdamageonastiffenedcompositepanel[J].Composetes:PartA,2010,41:737-749.]。复合材料的抗冲击性能通常以损伤阻抗来表征，即一定冲击能量下材料的损伤尺寸或凹坑深度，损伤阻抗是复合材料结构设计的重要指标之一[[]沈真,杨胜春,陈普会.复合材料层压板抗冲击行为及表征
