復(fù)合材料結(jié)構(gòu)多尺度一體化優(yōu)化設(shè)計.pdf

1、拓?fù)鋬?yōu)化是結(jié)構(gòu)設(shè)計中常用的方法之一，運用拓?fù)鋬?yōu)化技術(shù)，在優(yōu)化宏觀結(jié)構(gòu)的同時，可以同步進行材料微結(jié)構(gòu)設(shè)計，以消除結(jié)構(gòu)和材料的界限，進一步挖掘材料的潛力。隨著多尺度方法的發(fā)展，從宏觀和細觀等多個尺度層面對結(jié)構(gòu)和材料進行一體化設(shè)計，成為拓?fù)鋬?yōu)化領(lǐng)域的一個重要研究方向。
　　本文以單向纖維增強復(fù)合材料為研究對象，研究了復(fù)合材料結(jié)構(gòu)多尺度一體化設(shè)計方法。首先采用基于能量的均勻化方法，研究了細觀尺度上的材料微結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計，對主要優(yōu)化參數(shù)進行討

2、論分析。在此基礎(chǔ)上，比較了常用的復(fù)合材料插值模型和增強方法，對中線增強和拓?fù)湓鰪妰煞N增強方式進行研究，并通過算例實現(xiàn)，與理論值比較，驗證了該方法的可行性。
　　建立了剛度最大化問題多尺度拓?fù)鋬?yōu)化模型，引入尺度分離的思想，研究了宏觀與細觀分步優(yōu)化策略，以懸臂梁和簡支梁結(jié)構(gòu)為例，采用中線增強法，實現(xiàn)了基于單一微結(jié)構(gòu)的復(fù)合材料結(jié)構(gòu)多尺度優(yōu)化設(shè)計，驗證了本文方法的有效性。
　　最后，本文考慮了宏觀與細觀的尺度關(guān)聯(lián)，研究了復(fù)合材料結(jié)構(gòu)