基于正交试验的新型复合材料圆柱壳结构优化设计

新型复合材料圆柱壳结构——金属箍增强复合材料圆柱结构(HRCC)由复合材料壳体,两端内、外金属套筒及中部的内、外金属箍等组成,为使其获得更高的承载效率,对内、外金属箍几何尺寸和间距进行了优化设计。首先通过试验对有限元计算的准确性进行了验证;然后将内、外金属箍宽度、厚度及金属箍间距作为独立因素,以HRCC的承载效率为优化目标,基于有限元方法设计了多因素、多水平正交试验;最后利用极差分析法对正交试验进行影响权重分析,得到最优参数组合,并重新建模进行有限元模拟。结果表明,优化后的HRCC承载效率提高了10.2%。