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论文类型：会议论文

发表时间：2018-11-01

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关键字：薄膜;褶皱;拓扑优化;预颈缩;石墨烯

摘要：二维薄膜结构具有高收纳比、轻质等特点,广泛应用于航天科技和空天观测通信等领域。针对薄膜结构的研究、设计和功能性验证是当前国防航天事业中的一个具有挑战性的领域。薄膜结构面外刚度小,易面外屈曲失稳产生褶皱,影响薄膜结构在高频率和高精度方面的应用。针对薄膜结构屈曲褶皱问题,建立拓扑优化模型,基于最小主应力约束得到抑制褶皱变形的优化解,并进一步提出预颈缩策略,通过将自由边设计为内凹曲线可方便快捷地抑制薄膜褶皱,达到完全无褶皱的目的。预颈缩策略以较小的面积损失抑制褶皱,达到表面精度要求,拓宽了薄膜在高频率高精度领域的应用范围。与侧重于如何理解褶皱行为的已有研究相比,预颈缩策略为薄膜拉伸褶皱力学问题提供了一种根本性的解决方案。薄膜褶皱的完全消除,使得针对于薄膜结构褶皱行为的理解和分析不再具有必要性。