v-型皱褶结构的设计及优化

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1、第31卷第1期计算机应用与软件V01.31No.12014年1月ComputerApplicationsandSoftwareJan.2014V-型皱褶结构的设计及优化孔祥宏王志瑾(南京航空航天大学江苏南京210016)摘要对V一型皱褶结构的设计及优化进行研究,给出平面构型与空间构型的几何参数转换公式。编写了快速设计和成型模拟的c程序及参数化建模和有限元分析前、后处理的Python程序。使用c+OpenGL+GLUT实现V.型皱褶结构的成型过程,改变C程序中的几何参数可以实现V一型皱褶结构的快速设计和成型过程。使用Python+Abaqus+modeFRONTIER对

2、V一型皱褶结构的几何参数进行优化,得到了满足约束条件的优化结果。关键词皱褶结构成型模拟参数化建模力学性能优化中图分类号TP391.9文献标识码ADOI:10.3969/j.issn.1000—386x.2014.01.011DESIGNANDOPTIMISATIONoFV.TYPEFoLDEDSTRUCTUREKongXianghongWangZhijin(№ngUniversityofAeronauticsandAstronautics,Nanjin210016,Jiangsu,China)AbstractWestudythedesignandoptimisatio

3、nofV—typefoldedstructure,andpresentthegeometryparametersconversionformulaoftheplaneeonfigur~ionandspaceconfiguration.WealsocompiletheCprogramoffastdesignandformingsimulationaswellasthePythonprogramforparametricmodellingandfiniteelementpreandpost—processing.TheformingprocessofV—typefolde

4、dstructureisrealisedwithC+OpenGL+GLUT.andthechangeofgeometryparametersinCprogramcanrealisethefastdesignandformingprocessofV—typeMdedstructure.Python+Abaqus+modeFRONTIERisemployedtooptimisethegeometryparametersofV—typefoldedstructure.andtheoptimisedoutcomemeetingtheconstraintconditioniso

5、btained.KeywordsFoldedstructureFormingsimulationParametricmodellingMechanicalpropertiesOptimisation0引言1V-型皱褶结构的设计轻质芯材被广泛应用于夹层板或其他结构中,常见的轻质1.1V-型皱褶结构的构型简介芯材有蜂窝、泡沫、皱褶结构等。皱褶结构具有隔声、隔热、抗冲V一型皱褶结构如图1所示,决定其空间构型的参数可由图击等性能,其构型具有可设计性。王志瑾、KhaliulinVI对皱褶中的、、、表示,t为皱褶材料的厚度。其中,日,、为结构芯格的构型设计进行了研究,设计了平面皱

6、褶结构、单曲面侧面“V”型的高度及“V”型开口宽度的一半;、为顶面或皱褶结构⋯。王志瑾、徐庆华等对M型皱褶结构的力学性能、底面“V”型的高度及“V”型开口宽度的一半。2×为V一型皱V一型皱褶结构隔声性能、隔热性能、雷达散射性能进行了研究,褶结构沿长度方向(图2中x轴方向)的步长;2X为V一型皱得到了一些具有参考价值的试验数据J。国外研究人员也对褶结构沿宽度方向(图2中Y轴方向)的步长。金属材料、复合材料的V-型皱褶结构、M.型皱褶结构、皱褶芯格、变高度皱褶结构、单曲面皱褶结构进行了大量压、剪、冲击等力学试验和分析。对于皱褶结构,其构型或几何尺寸不同则其力学性能也不相同

7、。由于皱褶结构具有可设计性,可以根据力学性能要求设计出满足要求的皱褶结构,对于满足力学性能要求的皱褶结构也可进行几何尺寸优化,使其质量最小。本文对V-型皱褶结构的平面构型和空间构型进行研究,使用c+OpenGL+GLUT实现V一型皱褶结构的成型过程,并在给定力学性能条件下使用图1V一型皱褶结构空间构型Python+Abaqus+modeFRONTIER对V.型皱褶结构进行优化。期望通过本研究得到V.型皱褶结构的快速设计方法和几何尺收稿日期:2012—10—18。孔祥宏,博士生,主研领域:飞行器结构寸的优化方法。优化设计。王志瑾,教授。第1期孔祥宏等:

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