非对称铺层复合材料层合板质量优化设计

来源：力学与实践

摘 要

复合材料广泛应用于航空航天等领域，追求轻量化设计已经成为研究重点。对复合材料层合板质量优化设计，可以减少层合板的纤维用量，减小层合板的质量，降低成本。首先研究复合材料层合板在承受轴向载荷时，产生的形变量、应力示意图，分析容易发生失效部位；以层合板铺层厚度为设计变量，最大应变、铺层比例等为约束条件，最小化层合板质量为优化目标，对碳纤维复合材料层合板铺层厚度等设计变量进行优化，利用强度理论对优化结果进行校核，结合力学试验对比分析优化前后层合板力学性能。结果表明：碳纤维复合材料层合板经过优化后，总质量减轻约16.7%，优化后的层合板满足复合材料强度理论，实验结果与软件仿真具有一致性，说明优化方法是合理可靠的。

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