层压金属复合材料/纤维层合板静载作用下的强度优化设计

摘要

分别以静载作用下纤维层合板(FRP)和层压金属复合材料(FML)的强度为目标,对层合板中纤维层的铺层角度进行了优化设计,依据得到的优化结果对两种层合板在不同载荷下的强度性能进行了比较.采用有限元对层合板进行结构分析,结合Tsai-Wu准则和VonMises准则得到层合板的强度失效因子,然后将粒子群优化算法和有限元结合起来实现优化过程.优化结果表明,FML由于Al层的加入使其横方向承载能力加强,相比FRP,FML具备更好的抵抗面内双向拉伸载荷的能力；在受面外集中载荷作用时,FML在4种不同边界条件下的强度性能都优于FRP,并且FML的强度性能更为稳定.