舰船复合材料夹层板架结构的分级递进优化设计方法

由于复合材料板架结构具有各向异性、界面复杂及可设计变量众多等特性,因而在开展优化设计时往往困难重重。对此,采用分级递进优化设计方法。以某型舰甲板室舷侧复合材料夹层板架结构为对象,首先根据工程实际并结合复合材料板架结构的设计特点,提取所有可设计变量,并在此基础上分析所有设计变量的灵敏度特征规律;然后,对该夹层板架结构进行两级优化计算与分析;最后,对优化前后的计算结果进行对比分析。研究结果表明,分级递进优化设计方法能有效解决复杂的复合材料板架结构多变量设计问题。

基于T700碳纤维复合材料的箱体结构优化设计

为得到深海工况下轻质高强度复合材料箱体设计方案,运用有限元软件ABAQUS,基于最大应力准则使用FORTRAN语言编写用户材料子程序(UMAT),建立了1 MPa压力下T700碳纤维复合材料箱体的强度仿真模型。通过对箱体的加强筋设计、外形设计和铺层结构设计,以及使用分级递进优化设计方法对其结构进行优化,最终得到了轻质化高强度的压力下箱体设计方案。优化仿真分析结果表明:复合材料箱体采用井字框加强筋和圆角过渡外形设计时,能够有效增加结构强度,减少箱体质量。