蒙皮蜂窩芯板結構的穩(wěn)定性分析與優(yōu)化設計.pdf

1、在當今航空、航天領域研究中，飛行器的智能變體技術是研究熱點，同時因其結構特性以及適應飛行環(huán)境的苛刻需求，也使得智能變體技術的研究成為技術難點。從早期的“類魚鱗狀疊片式”傳統(tǒng)剛性蒙皮到現(xiàn)今的復合材料蒙皮結構，蒙皮的變形技術正在向應用智能復合材料結構的方向演進。隨著蜂窩復合夾層結構材料在生產和生活中的廣泛應用，其結構自身的優(yōu)良特性表現(xiàn)的越來越突出。在上述的大背景下，本實驗課題組將蜂窩夾層結構引入到變體飛行器的蒙皮結構設計，同時引入柔性機構的

2、理念。通過分析蜂窩夾芯結構的拓撲構型和尺寸參數(shù)對自身結構性能的影響規(guī)律，以期得到其應用于超彈性蒙皮結構變形時，其對蒙皮氣動性能的影響規(guī)律。本文系統(tǒng)地分析了蜂窩夾芯板結構的國內外研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢，對蜂窩夾芯板結構的力學性能及穩(wěn)定性進行初步研究。以應用于變體飛行器蒙皮結構設計中的蜂窩芯結構為研究對象，在經(jīng)典的Gibson公式和Euler梁理論的基礎上，在滿足機翼實現(xiàn)連續(xù)變體所需的低共面模量和高異面剛度的基礎上，建立柔性蜂窩芯結構的參數(shù)優(yōu)化

3、模型。借助智能算法對特定蜂窩芯單元選型參數(shù)進行多目標優(yōu)化設計，得到了不同蜂窩芯結構的選型參數(shù)對各自面內變形能力的影響規(guī)律，進行蒙皮蜂窩芯結構的選型分析，并開展了蜂窩芯板結構的變形驅動方案設計。
　　本文的主要內容如下:
　　1.對自適應機翼技術、蜂窩復合材料的國內外研究現(xiàn)狀進行了介紹和總結，闡述了論文的來源及研究意義。
　　2.對蜂窩夾層結構的自由振動及穩(wěn)定性進行了分析，得出了芯板結構的彎曲平衡方程和屈曲基本方程。

4、r>　　3.在滿足機翼實現(xiàn)連續(xù)變體所需的低共面模量和高異面剛度的基礎上，確定柔性蜂窩芯結構的參數(shù)優(yōu)化模型的邊界條件及其相應目標函數(shù)，得到蜂窩芯結構參數(shù)優(yōu)化數(shù)學模型。
　　4.借助遺傳算法對特定蜂窩芯單元選型參數(shù)進行多目標優(yōu)化設計，得到了不同蜂窩芯結構的選型參數(shù)對面內變形能力的影響規(guī)律，并進行蒙皮蜂窩芯結構的選型分析。
　　5.基于理論和優(yōu)化仿真研究，開展了對柔性蜂窩芯彈性蒙皮的結構設計，提出了基于正、負泊松比蜂窩芯板組合的機