复合材料层合板柔性机构拓扑优化方法研究
| 摘要 | 第4-6页 |
| Abstract | 第6-8页 |
| 第1章 绪论 | 第13-31页 |
| 1.1 课题来源及研究意义 | 第13-14页 |
| 1.2 国内外研究综述 | 第14-25页 |
| 1.2.1 柔性机构的分类及特性 | 第14-16页 |
| 1.2.2 各向同性材料柔性机构研究综述 | 第16-19页 |
| 1.2.3 复合材料柔性机构研究综述 | 第19-23页 |
| 1.2.4 柔性变形翼技术 | 第23-25页 |
| 1.3 拓扑优化求解技术 | 第25-27页 |
| 1.3.1 优化准则法 | 第25-26页 |
| 1.3.2 全局收敛的移动渐近线方法 | 第26页 |
| 1.3.3 基因遗传算法 | 第26-27页 |
| 1.4 拟解决的关键问题 | 第27-28页 |
| 1.5 本文的研究内容及安排 | 第28-31页 |
| 1.5.1 研究内容及思路 | 第28-29页 |
| 1.5.2 本文的章节安排 | 第29-31页 |
| 第2章 常刚度层合板柔性机构拓扑优化方法 | 第31-47页 |
| 2.1 引言 | 第31页 |
| 2.2 常刚度层合板的本构关系 | 第31-34页 |
| 2.2.1 单层的弹性特征 | 第31-32页 |
| 2.2.2 常刚度层合板的等效本构关系 | 第32-33页 |
| 2.2.3 等效本构关系的验证 | 第33-34页 |
| 2.3 常刚度层合板柔性机构拓扑优化方法 | 第34-38页 |
| 2.3.1 常刚度层合板本构关系的惩罚模式 | 第34-35页 |
| 2.3.2 柔性机构拓扑优化模型 | 第35-36页 |
| 2.3.3 有限元与敏度分析 | 第36-38页 |
| 2.4 数值算例与结果分析 | 第38-46页 |
| 2.4.1 柔性反相器拓扑优化设计 | 第38-42页 |
| 2.4.2 柔性夹钳拓扑优化设计 | 第42-46页 |
| 2.5 本章小结 | 第46-47页 |
| 第3章 变刚度层合板柔性机构拓扑优化设计 | 第47-63页 |
| 3.1 引言 | 第47页 |
| 3.2 变刚度层合板的本构关系 | 第47-53页 |
| 3.2.1 曲线纤维参考路径的描述 | 第47-49页 |
| 3.2.2 曲线纤维变刚度层合板的创建 | 第49-51页 |
| 3.2.3 变刚度层合板等效本构关系 | 第51-52页 |
| 3.2.4 等效本构关系的验证 | 第52-53页 |
| 3.3 变刚度层合板柔性机构拓扑优化方法 | 第53-56页 |
| 3.3.1 基于惩罚模式的本构关系 | 第53页 |
| 3.3.2 柔性机构拓扑优化模型 | 第53-54页 |
| 3.3.3 敏度分析与求解 | 第54-56页 |
| 3.4 数值算例与结果分析 | 第56-62页 |
| 3.4.1 柔性反相器拓扑优化设计 | 第56-59页 |
| 3.4.2 柔性夹钳拓扑优化设计 | 第59-62页 |
| 3.5 本章小结 | 第62-63页 |
| 第4章 常刚度层合板纤维方向与拓扑联合优化 | 第63-89页 |
| 4.1 引言 | 第63页 |
| 4.2 基于层合参数的常刚度层合板本构关系 | 第63-67页 |
| 4.2.1 层合参数的描述 | 第63-66页 |
| 4.2.2 层合参数的设计域 | 第66页 |
| 4.2.3 基于惩罚模式的等效本构关系 | 第66-67页 |
| 4.3 常刚度层合板纤维方向与拓扑联合优化方法 | 第67-76页 |
| 4.3.1 纤维方向与拓扑联合优化模型 | 第67-68页 |
| 4.3.2 敏感度分析 | 第68-69页 |
| 4.3.3 纤维角度的匹配方法 | 第69-72页 |
| 4.3.4 优化求解方法 | 第72-76页 |
| 4.4 数值算例与结果分析 | 第76-87页 |
| 4.4.1 悬臂结构纤维方向与拓扑联合优化 | 第76-82页 |
| 4.4.2 柔性反相器纤维方向与拓扑联合优化 | 第82-87页 |
| 4.5 本章小结 | 第87-89页 |
| 第5章 变刚度层合板纤维路径与拓扑联合优化 | 第89-109页 |
| 5.1 引言 | 第89页 |
| 5.2 变刚度层合板纤维路径与拓扑联合优化方法 | 第89-93页 |
| 5.2.1 纤维路径与拓扑联合优化模型 | 第89-91页 |
| 5.2.2 有限元与敏感度分析 | 第91-93页 |
| 5.3 纤维路径匹配方法 | 第93-98页 |
| 5.3.1 纤维角度分布的近似描述 | 第93-95页 |
| 5.3.2 纤维路径匹配的数学模型 | 第95-96页 |
| 5.3.3 敏度分析 | 第96-97页 |
| 5.3.4 纤维路径的生成 | 第97-98页 |
| 5.4 优化求解方法 | 第98-100页 |
| 5.4.1 联合优化策略 | 第98页 |
| 5.4.2 联合优化步骤 | 第98-100页 |
| 5.5 数值算例与结果分析 | 第100-107页 |
| 5.5.1 悬臂结构纤维路径与拓扑联合优化 | 第100-104页 |
| 5.5.2 柔性反相器纤维路径与拓扑联合优化 | 第104-107页 |
| 5.6 本章小结 | 第107-109页 |
| 第6章 柔性机翼前后缘纤维方向与拓扑联合优化 | 第109-129页 |
| 6.1 引言 | 第109页 |
| 6.2 柔性机翼前后缘气动分析 | 第109-111页 |
| 6.2.1 柔性机翼前缘气动性能 | 第110页 |
| 6.2.2 柔性机翼后缘气动性能 | 第110-111页 |
| 6.2.3 柔性机翼前后缘的压力系数 | 第111页 |
| 6.3 机翼前后缘纤维方向与拓扑联合优化 | 第111-116页 |
| 6.3.1 联合优化问题的描述 | 第111-113页 |
| 6.3.2 联合优化模型 | 第113-114页 |
| 6.3.3 敏感度分析 | 第114-115页 |
| 6.3.4 求解步骤 | 第115-116页 |
| 6.4 联合优化结果与分析 | 第116-124页 |
| 6.4.1 前缘优化结果与分析 | 第116-120页 |
| 6.4.2 后缘优化结果与分析 | 第120-124页 |
| 6.5 实验与结果分析 | 第124-127页 |
| 6.5.1 前缘实验分析 | 第125-126页 |
| 6.5.2 后缘实验分析 | 第126-127页 |
| 6.6 本章小结 | 第127-129页 |
| 第7章 结论与展望 | 第129-133页 |
| 7.1 结论及创新点 | 第129-130页 |
| 7.2 未来研究展望 | 第130-133页 |
| 参考文献 | 第133-145页 |
| 攻读博士期间发表论文与参加科研情况 | 第145-147页 |
| 致谢 | 第147-148页 |
