复合材料结构的多级优化设计方法

摘要

该文提出一种适用于复合材料结构的多级优化设计方法，即系统级优化和元件级优化。系统级优化以迭层板厚度为设计变量，以基于Kuhn-Tucker条件的优化准则，导出改进设计变量的迭代式，寻求最优设计。元件级优化则保持最优迭层板厚度不变和各节点位移协调，根据各分层应变能的大小来调整各分层的厚度，使材料分配趋向合理，进一步减轻结构重量。该文给出算例，研究复合材料结构在多种外载作用下的承受强度、位移和最小尺寸约束，以及满足给定挠曲规律和扭转变形规律条件下的优化设计。计算结果表明，该方法具有较高的效率、计算简单、收敛迅速，易于工程应用。一般经过3—5次迭代可达到最优设计。（本刊录）