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论文类型：期刊论文

发表时间：2016-02-15

发表刊物：计算力学学报

收录刊物：PKU、ISTIC、CSCD、Scopus

卷号：33

期号：1

页面范围：1-8,72

ISSN号：1007-4708

关键字：复合材料框架结构;双尺度优化;纤维缠绕角;铺层参数;半解析灵敏度分析

摘要：航空航天结构对超轻质大跨度框架类结构提出了迫切的需求,考虑纤维增强复合材料框架结构宏观与微观的可设计性,基于结构与材料一体化优化理念,研究了复合材科框架结构宏观拓扑与微观纤维铺层参数并发优化的双尺度优化问题.以宏观管件构件内半径与微观连续纤维缠绕角度为两类独立的设计变量,建立了以最小化结构柔顺性为目标函数、材料用量为约束的双尺度复合材料框架结构优化列式,给出了宏微观设计变量灵敏度信息的求解算法.讨论并对比了单尺度微观纤维缠绕角度优化、宏观截面拓扑优化与宏微观双尺度并发优化.数值算例表明,双尺度并发优化设计可进一步发掘结构与材料的承载潜力,实现既定性能下的结构轻量化设计.