瓦楞夾層板彎曲載荷下的理論推導(dǎo)和工程設(shè)計(jì).pdf

1、作為一種新型的多功能復(fù)合夾層結(jié)構(gòu)，瓦楞芯夾層板具有輕質(zhì)、高韌性、抗沖擊能力好等特點(diǎn)，被廣泛用于工程領(lǐng)域的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。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(gòu)成，面板和瓦楞芯層通過焊接或者膠結(jié)的方法連接為一個(gè)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(jié)構(gòu)的合理設(shè)計(jì)將影響整體結(jié)構(gòu)的動(dòng)靜態(tài)力學(xué)性能，然而，基于有限元的數(shù)值分析方法將導(dǎo)致計(jì)算時(shí)間長(zhǎng);基于實(shí)驗(yàn)研究的分析方法，由于試件制造過程中的缺陷將影響實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)確性，另

2、外大尺寸結(jié)構(gòu)將會(huì)受到實(shí)驗(yàn)設(shè)備的限制?；诖?，本文通過理論推導(dǎo)對(duì)鋁質(zhì)瓦楞夾層板在彎曲載荷下的性能進(jìn)行研究，并進(jìn)行結(jié)構(gòu)參數(shù)和材料參數(shù)的抗彎曲設(shè)計(jì)。
　　本文通過能量方法及其等效均質(zhì)模型，推導(dǎo)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(jīng)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(jié)構(gòu)的等效材料參數(shù)。并采用有限元仿真方法得到結(jié)構(gòu)的等效材料參數(shù)與理論推導(dǎo)得到的等效材料參數(shù)進(jìn)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(jìn)行比較的同時(shí)研究了瓦楞夾層板微觀結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)彎曲載荷下中心點(diǎn)最大位移的影響。最后，基于推導(dǎo)得到的位移解析解，以最小位移和最小質(zhì)量為優(yōu)化目標(biāo)，對(duì)瓦楞夾層板在彎曲載荷下微觀結(jié)構(gòu)參數(shù)進(jìn)行多目標(biāo)優(yōu)化設(shè)計(jì)，通過非支配遺傳算法(NSGA-Ⅱ)得到一組包含了最優(yōu)目標(biāo)的Pareto前沿面?；谕茖?dǎo)得到的