混合材料双稳态壳结构力学性能分析及优化设计

摘要

为了提高双稳态结构的承载能力,设计了一种由金属材料与复合材料组成的混合双稳态壳结构.利用数值仿真方法研究了其稳态转变过程中的力学性能,探讨了中间金属层厚度、铺层角度、初始横截面半径以及轴向长度对混合材料双稳态壳结构承载能力与第二稳态构型的影响规律.通过主次影响分析方法比较各几何参数对力学响应的重要程度.基于响应面方法,建立了以混合材料双稳态壳结构几何参数为设计变量、以许用应力为约束、以转变载荷最大为目标的优化模型,并采用序列二次规划算法进行了求解,获得最优的设计参数.研究结果对于提高双稳态结构力学性能具有一定的参考价值.