瓦楞夾層板彎曲載荷下的理論推導和工程設計.pdf

1、作為一種新型的多功能復合夾層結構，瓦楞芯夾層板具有輕質、高韌性、抗沖擊能力好等特點，被廣泛用于工程領域的結構設計。一種典型的瓦楞夾層板是由兩層面板和介于面板之間的瓦楞芯層構成，面板和瓦楞芯層通過焊接或者膠結的方法連接為一個整體，瓦楞芯層將兩層面板分開并能夠抵抗垂直方向的變形。結構的合理設計將影響整體結構的動靜態(tài)力學性能，然而，基于有限元的數(shù)值分析方法將導致計算時間長;基于實驗研究的分析方法，由于試件制造過程中的缺陷將影響實驗的準確性，另

2、外大尺寸結構將會受到實驗設備的限制。基于此，本文通過理論推導對鋁質瓦楞夾層板在彎曲載荷下的性能進行研究，并進行結構參數(shù)和材料參數(shù)的抗彎曲設計。
　　本文通過能量方法及其等效均質模型，推導出瓦楞芯層的等效材料參數(shù)，將該瓦楞芯層視為正交各向異性板，通過經典層合板理論將瓦楞芯層和兩層面板組合到一起，并得到整體結構的等效材料參數(shù)。并采用有限元仿真方法得到結構的等效材料參數(shù)與理論推導得到的等效材料參數(shù)進行比較。通過等效方法將瓦楞夾層板看作正

3、交各向異性板，并通過Mindlin正交各向異性板理論，得到在指定邊界條件下的瓦楞夾層板受彎曲載荷作用的位移封閉解;并通過有限元方法得到的有限元解與解析解進行比較的同時研究了瓦楞夾層板微觀結構參數(shù)對彎曲載荷下中心點最大位移的影響。最后，基于推導得到的位移解析解，以最小位移和最小質量為優(yōu)化目標，對瓦楞夾層板在彎曲載荷下微觀結構參數(shù)進行多目標優(yōu)化設計，通過非支配遺傳算法(NSGA-Ⅱ)得到一組包含了最優(yōu)目標的Pareto前沿面?；谕茖У玫降?/p>