復(fù)合材料優(yōu)化的案例
基于復(fù)合材料的汽車輕量化設(shè)計技術(shù)
經(jīng)過拓?fù)?em>優(yōu)化后，基本確定該B-柱材料空間分布形式及加強(qiáng)肋安裝位置（上下連接點及結(jié)構(gòu)中點處，圖2）。
鑒于以上結(jié)論，可得出復(fù)合材料優(yōu)化技術(shù)是通過有限元概念模型入手進(jìn)行研究。復(fù)合材料優(yōu)化設(shè)計技術(shù)在汽車行業(yè)和航空航天行業(yè)有著類似的應(yīng)用，但航空航天領(lǐng)域工程師通常是進(jìn)行線性材料模型分析，汽車行業(yè)工程師在產(chǎn)品研發(fā)的后期必須進(jìn)行非線性分析，如對B-柱結(jié)構(gòu)的非線性性能進(jìn)行研究。這一優(yōu)化設(shè)計階段，其優(yōu)點是：不僅對B-柱線性材料物理分析進(jìn)行控制，還能解答相關(guān)于復(fù)合材料的一些通用問題。
優(yōu)化流程
碳纖維復(fù)合材料優(yōu)化包含三個主要的環(huán)節(jié)：在自由尺寸優(yōu)化（Free Size Optimization）階段，工程師們確定在各個零部件中，碳纖維層合板中所需的鋪成部分；在隨后進(jìn)行的尺寸優(yōu)化階段中確定所需進(jìn)行鋪層層數(shù)；在最終設(shè)計階段，最終的復(fù)合材料鋪層堆疊方式由鋪層層疊次序優(yōu)化確定。
在自由尺寸優(yōu)化階段，大眾汽車工程師使用OptiStruct作為優(yōu)化工具，以確定在各個零部件中，碳纖維層合板鋪層中所必須的鋪層方向。此外，應(yīng)用自由尺寸優(yōu)化技術(shù)獲得的結(jié)果還可以確定零件需要性能加強(qiáng)的位置以及這些加強(qiáng)結(jié)構(gòu)的作用范圍是零件的整體（加強(qiáng)結(jié)構(gòu)遍布零件全局）還是局部（加強(qiáng)結(jié)構(gòu)僅對結(jié)構(gòu)部分區(qū)域起作用）。
得出結(jié)果（圖3）顯示出B-柱在優(yōu)化后各纖維角度下(0°, 45°, 90°, -45°)的載荷和壓力分布。鑒于以上優(yōu)化結(jié)果及其對于產(chǎn)品生產(chǎn)流程的考慮，工程師對個各零部件進(jìn)行闡述說明，從而為具體的零件分發(fā)提供依據(jù)。
展開 碳纖維復(fù)合材料防撞梁鋪層角度優(yōu)化
碳纖維復(fù)合材料防撞梁鋪層角度優(yōu)化.pdf
汽車用碳纖維復(fù)合材料防撞梁鋪層角度優(yōu)化
汽車用碳纖維復(fù)合材料防撞梁鋪層角度優(yōu)化.pdf
基于HyperWorks的無人機(jī)復(fù)合材料翼梁結(jié)構(gòu)優(yōu)化
解決方案：多學(xué)科優(yōu)化
首先確定翼梁上承受的載荷和邊界條件，使用拓?fù)?em>優(yōu)化技術(shù)對翼梁的結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化計算。結(jié)果表明，翼梁使用中空的矩形截面仍能滿足性能要求。
然后使用AltairOptiStruct的復(fù)合材料優(yōu)化技術(shù)對矩形翼梁結(jié)構(gòu)中不同角度如正負(fù)45度和90度的鋪層進(jìn)行優(yōu)化。鋪層形狀優(yōu)化技術(shù)將首次應(yīng)用到鋪層角度的優(yōu)化上。
最后進(jìn)行鋪層尺寸的優(yōu)化，優(yōu)化過程中除了應(yīng)用應(yīng)變和屈曲約束，還用到Multi-continuum理論（MCT）的失效準(zhǔn)則。MCT通過將鋪層整體的應(yīng)力應(yīng)變分割成各組成部分（纖維和基體）的應(yīng)力應(yīng)變的方式來研究復(fù)合材料結(jié)構(gòu)中的微觀力學(xué)。這 將允許使用不同的失效理論研究纖維和基體來獲得每個組成部分的力學(xué)特性。由于MCT與有限元方法易于集成的特點， FireholeTechnologies公司已將其開發(fā)成商業(yè)軟件HeliusMCT，并集成在幾種有限元軟件包中。
來自Altair多學(xué)科優(yōu)化軟件HyperStudy的響應(yīng)面優(yōu)化技術(shù)將用來處理包含非線性有限元分析和multi-continuum理論的多學(xué)科優(yōu)化問題以獲得復(fù)合材料鋪層最優(yōu)的尺寸。
優(yōu)化結(jié)果：減重50%
優(yōu)化結(jié)果表明：翼梁的重量可以減少至原始設(shè)計的50%。輕量化設(shè)計首先來自于可將翼梁設(shè)計成中空矩形截面梁結(jié)構(gòu)的拓?fù)?em>優(yōu)化，然后引入鋪層角度的概念，通過鋪層角度優(yōu)化進(jìn)一步減輕結(jié)構(gòu)重量。最后在優(yōu)化過程中使用MCT失效準(zhǔn)則，使最終的設(shè)計方案滿足總體應(yīng)變、撓曲以及失效約束。
這一過程表明：在復(fù)合材料結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中使用多學(xué)科優(yōu)化技術(shù)可以獲得更加輕便的結(jié)構(gòu)，使用復(fù)合材料鋪層形狀優(yōu)化加上響應(yīng)面優(yōu)化和multicontiuum理論將獲得輕量化的結(jié)構(gòu)并且滿足微觀力學(xué)水平的失效約束。
展開 
論文分享 samcef復(fù)合材料優(yōu)化 線性與非線性有限元分析
論文分享 samcef復(fù)合材料優(yōu)化 線性與非線性有限元分析
論文題目：EXPLOITING SEMIANALYTICAL SENSITIVITIES FROM LINEAR AND NONLINEAR FINITE ELEMENT ANALYSES FOR COMPOSITE PANEL OPTIMIZATION
論文介紹了基于samcef的飛機(jī)機(jī)身復(fù)合材料層壓板的高級優(yōu)化設(shè)計方法。文章的主要內(nèi)容如下：
This paper presents a solution procedure developed in the SAMCEF ˉnite element code for the advanced optimal design of sti?ened composite panels of an aircraft fuselage. The BOSS Quattro, a task manager and optimization toolbox, is used for deˉning and running the optimization problem. The objective function to be minimized is the weight, and the restrictions depend on structural stability requirements, such as buckling and collapse. The design variables are the panel and stringer thicknesses of the conventional proportions (i.e. 0_; 90_ and _45_) in a homogenized laminate.
展開 20141212-Altair復(fù)合材料層合板從理論基礎(chǔ)到優(yōu)化分析高級培訓(xùn)
復(fù)合材料層合板從理論基礎(chǔ)到優(yōu)化分析高級培訓(xùn)
2014年12月12日上海
主要目的
本次培訓(xùn)專注于復(fù)合材料層合板CAE仿真的前后處理、靜力分析以及優(yōu)化分析等。可幫助用戶深入了解并掌握復(fù)合材料層合板的經(jīng)典理論、詳細(xì)的建模流程、高效建模的開發(fā)與應(yīng)用以及全面的復(fù)合材料層合板優(yōu)化的全過程。分享Altair復(fù)材專家的技術(shù)經(jīng)驗，促進(jìn)用戶進(jìn)一步掌握復(fù)合材料CAE仿真技術(shù)。
參加人員要求
已經(jīng)掌握HyperMesh基本建模流程和OptiStruct線性靜力學(xué)。
日程安排
時間
內(nèi)容
具體描述
上午
(9:30 – 12:00)
經(jīng)典層合板理論介紹
材料本構(gòu)和經(jīng)典板材理論基礎(chǔ)
ABD矩陣分析
層合板復(fù)材建模
復(fù)合材料材料坐標(biāo)系定義、單元坐標(biāo)系修改等
材料屬性定義（批量導(dǎo)入材料屬性）
單元屬性建立。（Pcomp、Pcompp、Pcompg卡片建立及Pcomp的批量導(dǎo)入）
下午
(13:30 – 16:30)
復(fù)合材料靜力分析
根據(jù)模型，定義載荷工況。通過HyperView查看計算結(jié)果，分析復(fù)合材料的強(qiáng)度情況。
復(fù)合材料優(yōu)化分析
自由尺寸優(yōu)化（工藝參數(shù)控制）
尺寸優(yōu)化（工藝參數(shù)控制）
順序優(yōu)化（工藝參數(shù)控制）
Q&A及討論
培訓(xùn)方式
免費參加，現(xiàn)場培訓(xùn)和網(wǎng)絡(luò)培訓(xùn)兩種方式可選。
主要信息
主講：李岳春，復(fù)材技術(shù)專家，曾就職于空客技術(shù)中心，從事飛機(jī)復(fù)材研發(fā)等相關(guān)工作。
展開 Ansys復(fù)合材料結(jié)構(gòu)分析總結(jié)（優(yōu)化篇）
說明：整理自Simwe論壇，復(fù)合材料版塊，原創(chuàng)fea_stud。
與傳統(tǒng)材料相比，復(fù)合材料具有可設(shè)計性，復(fù)合材料結(jié)構(gòu)的多層次性為復(fù)合材料及其結(jié)構(gòu)設(shè)計帶來了極大的靈活性，復(fù)合材料的力學(xué)性能和機(jī)械性能，都可按照結(jié)構(gòu)的使用要求和環(huán)境條件要求，通過組分材料的選擇匹配、鋪層設(shè)計及界面控制等材料設(shè)計手段，最大限度的達(dá)到預(yù)期目的，以滿足工程設(shè)備的使用性能，因此，在工程實踐中對復(fù)合材料結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計有很重要的現(xiàn)實意義，下面以我所研究的復(fù)合材料壓力容器為例，將復(fù)合材料結(jié)構(gòu)優(yōu)化以及在ANSYS下的實現(xiàn)過程給大家作一個介紹。
1． 問題描述
本文所涉及的復(fù)合材料壓力容器是帶有金屬內(nèi)膽外纏碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料的復(fù)合容器，優(yōu)化問題是：以金屬內(nèi)膽壁厚、復(fù)合材料各纏繞層厚度和纏繞角為設(shè)計變量，在滿足壓力容器強(qiáng)度（金屬內(nèi)膽層和復(fù)合材料層均滿足強(qiáng)度要求）和重量要求的條件下，使壓力容器的剛度最大。
2． 優(yōu)化模型
根據(jù)纖維增強(qiáng)復(fù)合材料特性，壓力容器環(huán)向纏繞復(fù)合材料有利于提高容器剛度，軸向平鋪復(fù)合材料有利于提高容器剛度，因此，模型采用3種纏繞角的方案，即靠近金屬內(nèi)膽為環(huán)向（90度）纏繞，中間為纏繞，外部為軸向平鋪（0度），以各層的厚度（金屬層和三層復(fù)合材料）和中間纏繞層的角度為優(yōu)化參數(shù)，在壓力容器強(qiáng)度約束的條件下，以壓力容器一階固有頻率為優(yōu)化目標(biāo)。其數(shù)學(xué)模型如下：
其中，f為復(fù)合材料壓力容器的一階固有頻率，s1和s2分別為金屬內(nèi)膽的安全系數(shù)和各復(fù)合材料層的強(qiáng)度比，通過有限元程序求得，為中間層復(fù)合材料纏繞角，h1 、h2 和h3分別為金屬內(nèi)膽厚度、90度纏繞層厚度和度纏繞層厚度，H為h1 、h2 和h3的極限值，當(dāng)總厚度確定后，0度纏繞層厚度由h1 、h2 、h3及總厚度確定，c為復(fù)合容器重量，c0為全壓力容器重量上限。
3．
展開 基于OptiStruct的飛機(jī)復(fù)合材料翼盒優(yōu)化設(shè)計
先進(jìn)復(fù)合材料具有比強(qiáng)度高、比剛度大、抗疲勞和可設(shè)計性等諸多優(yōu)異性能，在
飛機(jī)上逐漸得到廣泛應(yīng)用，采用先進(jìn)復(fù)合材料已成為減輕飛機(jī)結(jié)構(gòu)重量和滿足飛機(jī)新功能的重要途徑，相應(yīng)的仿真優(yōu)化技術(shù)也逐漸成熟。本文利用HyperMesh建立了翼盒結(jié)構(gòu)的有限元模型，并利用OptiStruct對復(fù)合材料翼盒進(jìn)行優(yōu)化。整個翼盒設(shè)計優(yōu)化過程包括三個階段：自由尺寸優(yōu)化、層組尺寸優(yōu)化和層疊次序優(yōu)化。優(yōu)化結(jié)果表明，通過三個階段的優(yōu)化，在滿足有關(guān)性能要求下大大減輕了翼盒結(jié)構(gòu)的重量。
基于OptiStruct的飛機(jī)復(fù)合材料翼盒優(yōu)化設(shè)計.pdf
展開 【官方免費直播】Altair復(fù)合材料仿真及優(yōu)化解決方案
Altair復(fù)合材料仿真及優(yōu)化解決方案
培訓(xùn)專題
Altair復(fù)合材料解決方案
課程內(nèi)容
Altair復(fù)合材料整體解決方案
Esacomp、 MultiScale Designer、OptiStruct、Radioss復(fù)合材料功能簡介
模流分析、多尺度分析及結(jié)構(gòu)分析的聯(lián)合仿真
目標(biāo)受眾
復(fù)合材料設(shè)計及CAE仿真工程師
講師介紹
劉勇，Altair技術(shù)專家，在Altair工作約10年，5年的OptiStruct軟件開發(fā)經(jīng)驗，3年的項目咨詢經(jīng)驗，2年技術(shù)支持。精通復(fù)合材料理論，熟悉復(fù)合材料的設(shè)計流程，參與過多個軍工項目的復(fù)合材料設(shè)計、優(yōu)化。
時間
2018年11月13日 19點
報名方式
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展開 通過定制纖維鋪放（TFP）優(yōu)化碳纖維復(fù)合材料
Inside Composites與ZSK USA Inc.的技術(shù)刺繡經(jīng)理Topher Anderson博士討論了通過定制纖維鋪放（TFP）優(yōu)化碳纖維復(fù)合材料的機(jī)會
碳纖維復(fù)合材料制造商在努力降低成本和優(yōu)化流程方面面臨的主要問題是什么？
Topher Anderson：雖然碳纖維的價格近年來迅速下降，但它仍然是一種昂貴且備受追捧的材料。對于下一代節(jié)省燃料的運輸，越來越多地尋求諸如高強(qiáng)度重量比的碳纖維復(fù)合材料特性。減少車輛，飛機(jī)或航天器的重量會在其預(yù)期壽命期間顯著影響其燃料效率。碳纖維越來越多地被研究作為一些鋁結(jié)構(gòu)的替代品，特別是由于它的重量減輕。然而，碳纖維復(fù)合材料的高前期材料成本可以阻止?jié)撛诘挠脩暨m應(yīng)。
此外，傳統(tǒng)碳纖維復(fù)合材料的制造需要比鋁更多的加工參與。
在諸如樹脂傳遞模塑（RTM）的工藝中，例如，編織的碳纖維織物在CAD中進(jìn)行描繪，按比例切割，用基質(zhì)材料潤濕并使其固化成形。然而，這些過程通常更加勞動密集，并且缺乏諸如金屬銑削或金屬板彎曲之類的競爭過程中所見的自動化。
您已經(jīng)確定了TFP可以產(chǎn)生影響的一些特定領(lǐng)域，包括減少浪費。這有多少問題？
TA：許多傳統(tǒng)碳纖維復(fù)合材料構(gòu)造技術(shù)的主要材料成本之一是產(chǎn)生大量廢料。在許多使用碳纖維編織材料的手糊工藝中，廢料可以容易地占所用碳總重量的50％或更多。在用基質(zhì)材料浸漬之前，當(dāng)織物最初被切割時產(chǎn)生這種廢物。在復(fù)合材料已經(jīng)固化之后和在后處理步驟期間產(chǎn)生額外的廢物，其中形狀被進(jìn)一步精制。
TFP的獨特之處在于它能夠減少廢料，從而優(yōu)化材料成本。通過在將絲束材料縫合成所需幾何形狀時控制絲束材料的路徑，材料僅放置在最終預(yù)制件中所需的位置。在傳統(tǒng)的層壓板設(shè)計中必須切割的織物區(qū)域簡單地保持不被縫合。由于能夠符合復(fù)雜的幾何形狀，該過程減少了在切割機(jī)織織物時形成的初始廢物以及后處理廢物。
展開 通過定制纖維鋪放（TFP）優(yōu)化碳纖維復(fù)合材料
Inside Composites與ZSK USA Inc.的技術(shù)刺繡經(jīng)理Topher Anderson博士討論了通過定制纖維鋪放（TFP）優(yōu)化碳纖維復(fù)合材料的機(jī)會
碳纖維復(fù)合材料制造商在努力降低成本和優(yōu)化流程方面面臨的主要問題是什么？
Topher Anderson：雖然碳纖維的價格近年來迅速下降，但它仍然是一種昂貴且備受追捧的材料。對于下一代節(jié)省燃料的運輸，越來越多地尋求諸如高強(qiáng)度重量比的碳纖維復(fù)合材料特性。減少車輛，飛機(jī)或航天器的重量會在其預(yù)期壽命期間顯著影響其燃料效率。碳纖維越來越多地被研究作為一些鋁結(jié)構(gòu)的替代品，特別是由于它的重量減輕。然而，碳纖維復(fù)合材料的高前期材料成本可以阻止?jié)撛诘挠脩暨m應(yīng)。
此外，傳統(tǒng)碳纖維復(fù)合材料的制造需要比鋁更多的加工參與。
在諸如樹脂傳遞模塑（RTM）的工藝中，例如，編織的碳纖維織物在CAD中進(jìn)行描繪，按比例切割，用基質(zhì)材料潤濕并使其固化成形。然而，這些過程通常更加勞動密集，并且缺乏諸如金屬銑削或金屬板彎曲之類的競爭過程中所見的自動化。
您已經(jīng)確定了TFP可以產(chǎn)生影響的一些特定領(lǐng)域，包括減少浪費。這有多少問題？
TA：許多傳統(tǒng)碳纖維復(fù)合材料構(gòu)造技術(shù)的主要材料成本之一是產(chǎn)生大量廢料。在許多使用碳纖維編織材料的手糊工藝中，廢料可以容易地占所用碳總重量的50％或更多。在用基質(zhì)材料浸漬之前，當(dāng)織物最初被切割時產(chǎn)生這種廢物。在復(fù)合材料已經(jīng)固化之后和在后處理步驟期間產(chǎn)生額外的廢物，其中形狀被進(jìn)一步精制。
TFP的獨特之處在于它能夠減少廢料，從而優(yōu)化材料成本。通過在將絲束材料縫合成所需幾何形狀時控制絲束材料的路徑，材料僅放置在最終預(yù)制件中所需的位置。在傳統(tǒng)的層壓板設(shè)計中必須切割的織物區(qū)域簡單地保持不被縫合。由于能夠符合復(fù)雜的幾何形狀，該過程減少了在切割機(jī)織織物時形成的初始廢物以及后處理廢物。
展開 
Altair 在 JEC World 展會上展示針對復(fù)合材料的仿真驅(qū)動設(shè)計方法、軟件及服務(wù)解決方案
Altair 將在今年的巴黎 JEC World 展會上接待合作伙伴Componeering和 HBM nCode并展示在HyperWorks中無縫集成 Multiscale Designer
2016 年 2 月 24 日，TROY（美國密歇根州）/美通社/ -- Altair將參加 3 月 8 日至 10 日在巴黎舉行的復(fù)合材料行業(yè)最大規(guī)模的國際展會 JEC World。屆時，Altair 將展示各種面向復(fù)合材料設(shè)計和優(yōu)化的軟件與服務(wù)解決方案，以及客戶成功案例。
復(fù)合材料的應(yīng)用范圍幾乎覆蓋所有行業(yè)，因為此類材料不僅具備良好且可定制的結(jié)構(gòu)特征，而且可滿足許多種類產(chǎn)品的輕量化設(shè)計需求。但是，由于需要經(jīng)過特殊的設(shè)計和開發(fā)過程才能完全發(fā)揮復(fù)合材料的優(yōu)勢，所以想要真正應(yīng)用復(fù)合材料難度不小。Altair 擁有超過 20 年的專業(yè)優(yōu)化經(jīng)驗，在業(yè)內(nèi)享有盛譽(yù)，為客戶提供面向復(fù)合材料設(shè)計與優(yōu)化的強(qiáng)大工具與深厚專業(yè)知識。工程師們可以在 Altair 解決方案的引導(dǎo)下為鋪層式和蜂窩式復(fù)合材料結(jié)構(gòu)實現(xiàn)最優(yōu)材料布局，并進(jìn)行優(yōu)化產(chǎn)品設(shè)計。
今年 Altair 展位的最大亮點將是采用 TCA Ultra Lite?和碳纖維樹脂傳遞模塑 (RTM) 復(fù)合材料的多材質(zhì)汽車行李箱蓋。這款行李箱蓋由 Continental Structural Plastics 使用 Altair 的優(yōu)化解決方案研制而成，并剛剛獲得 2016 年的 JEC 創(chuàng)新獎。展示區(qū)的“運動休閑天地”(Sport & Leisure Planet) 部分將向參觀者介紹世界最輕、最堅固的公路自行車Rolo Bike，這款自行車為碳纖維材質(zhì)，在 Altair 復(fù)合材料優(yōu)化軟件和服務(wù)的支持下打造而成。
Altair 在 2015 年 4 月收購了 MDS 的開發(fā)者 Multiscale Design Systems。
展開 用無梯度仿生技術(shù)對疊層復(fù)合材料方板開孔形狀優(yōu)化
用無梯度仿生技術(shù)對疊層復(fù)合材料方板開孔形狀優(yōu)化
劉毅 金峰
清華大學(xué)水利水電工程系
摘要:為了改善疊層復(fù)合材料方板孔周應(yīng)力分布,采用一種無梯度仿生技術(shù)——固定網(wǎng)格漸進(jìn)優(yōu)化方法，建立了等限制Tsai-Hill準(zhǔn)則——即使孔周的限制Tsail-Hill值更加均勻，來求解切孔形狀優(yōu)化問題。用各向同性材料方板在二軸拉力荷載下單孔形狀優(yōu)化的例子驗證了方法的正確性。研究了按照[+/-45度/0度/90度]對稱擱置的碳纖維/環(huán)氧樹脂材料準(zhǔn)各向同性疊層復(fù)合材料方板受單位和拉減荷載的例子。優(yōu)化后的控形在Tsail-Hill強(qiáng)度值的均勻度上比正方形開孔有了顯著的改善，計算結(jié)果比傳統(tǒng)的漸進(jìn)優(yōu)化方法更精確和更光滑。
關(guān)鍵詞：疊層復(fù)合材料，固定網(wǎng)格，漸進(jìn)優(yōu)化方法，形狀優(yōu)化
內(nèi)容簡介：
1 基于等限制Tsail-Hill值準(zhǔn)則的FG ESO方法
2 本文方法驗證
3 準(zhǔn)各向同性層合方板開孔形狀優(yōu)化
3.1 工況 1
3.2 工況 2
4 總結(jié)
用無梯度仿生技術(shù)對疊層復(fù)合材料方板開孔形狀優(yōu)化.pdf
展開 網(wǎng)絡(luò)公開課 — 復(fù)合材料結(jié)構(gòu)仿真分析技術(shù)在航空航天領(lǐng)域的應(yīng)用
在科技高速發(fā)展的今天，隨著新型復(fù)合材料被不斷的開發(fā)出來，復(fù)合材料在航天、航空、汽車、造船、建筑、電子、橋梁、機(jī)械、醫(yī)療和體育等各行業(yè)都得到了廣泛的應(yīng)用。復(fù)合材料有著耐用性、重量輕、耐腐蝕、強(qiáng)度高、低維護(hù)等諸多優(yōu)勢，更向著耐高溫、高伸長率、高韌性和多功能的高性能復(fù)合材料發(fā)展，同時，由于復(fù)合材料具有各向異性、耦合效應(yīng)、層間剪切等特殊性質(zhì)，因此復(fù)合材料結(jié)構(gòu)的精確仿真，已成為國內(nèi)外研究的重點和迫切需求。
本次會議中，主講人將結(jié)合應(yīng)用案例，講解復(fù)合材料強(qiáng)度分析、經(jīng)典失效分析、線性、非線性屈曲和后屈曲分析、復(fù)合材料層間和層內(nèi)損傷分析、集成到KBE工具（Caesam）的復(fù)材結(jié)構(gòu)分析平臺、復(fù)合材料結(jié)構(gòu)優(yōu)化、編織和纏繞復(fù)合材料分析。
時間：2015年9月25日
星期五
上午10:00-11:40
費用：免費
主講人： 葉梟 LMS Samtech 技術(shù)工程師
內(nèi)容安排：
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LMS Samcef Composites復(fù)合材料解決方案總體介紹
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Samcef Composites復(fù)合材料建模和求解方法介紹
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展開 某型飛機(jī)復(fù)合材料整流罩優(yōu)化設(shè)計
某型飛機(jī)復(fù)合材料整流罩優(yōu)化設(shè)計
1引言
現(xiàn)在航空航天工業(yè)中，減輕設(shè)計重量和縮短設(shè)計周期是2個突出的問題。結(jié)構(gòu)優(yōu)化被證明在這2個方面是非常有效的工具。HyperWorks中的OptiStruct在結(jié)構(gòu)優(yōu)化領(lǐng)域受到了眾多航空企業(yè)的認(rèn)可并大量應(yīng)用。
針對金屬結(jié)構(gòu)，通過兩步法進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計。第一步，通過拓?fù)?em>優(yōu)化方法得到概念設(shè)計；第二步，用參數(shù)優(yōu)化和形狀優(yōu)化方法對設(shè)計細(xì)節(jié)進(jìn)行進(jìn)一步優(yōu)化。復(fù)合材料給設(shè)計帶來了很多可變因素，所以優(yōu)化也更為復(fù)雜。針對纖維增強(qiáng)復(fù)合材料層合板，主要應(yīng)用復(fù)合材料三步法優(yōu)化方法。第一步，運用自由尺寸優(yōu)化，考慮到鋪層方向，給出材料的總體分布，得到每個角度鋪層的厚度分布；第二步，考慮到所有的制造加工約束和工況載荷，對每個角度鋪層進(jìn)行尺寸優(yōu)化，得到每個角度鋪層的精確厚度分布和沒有角度的鋪層數(shù)量；第三步，進(jìn)行鋪層順序優(yōu)化，得到滿足制造工藝要求的鋪層順序。這種方法已經(jīng)在OptiStruct中實現(xiàn)并為眾多航空企業(yè)所應(yīng)用。
本案例基于OptiStruct軟件通過復(fù)合材料三步優(yōu)化方法對某型飛機(jī)復(fù)合材料整流罩進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計，最終實現(xiàn)了減重目標(biāo)。
2模型簡介
整流罩模型如圖 1所示，長度為3000mm，寬度為2000mm。模型材料屬性為碳纖維復(fù)合材料，初始鋪層為[0/45/-45/90]，單層厚度為2mm，單層板材料屬性如表 1所示。載荷工況包括2個：一個是0.02MPa內(nèi)部均布壓力載荷工況；另一個是+Z向6.75g過載工況。模型中有2個負(fù)載，分別為2kg和3kg，通過RBE3單元施加到整流罩上，另外對模型四邊施加固定約束，如圖 2所示。整流罩的設(shè)計中需要考慮兩者關(guān)鍵指標(biāo)：一是一階固有頻率不小于20Hz，二是結(jié)構(gòu)最大應(yīng)變小于1000微應(yīng)變。
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