冯消冰
,
孙树立
合成材料老化与应用
近年来,遗传算法发展成为一种比较普及的优化算法,遗传算法的主要特点是:稳定性好、通用性强、全局收敛性较优.在本篇论文中,比较详细地描述了遗传算法的优化机理,而且在大型风机复合材料叶片的梁帽与腹板的强度优化设计中应用了遗传算法的优化机理.考虑到层压板的结构参数具有离散型特征,所以在复合材料层压板结构优化设计中应用遗传算法时,适宜地提出了整数编码策略,使用整数编码策略来进行复合材料层压结构的遗传算法优化设计.所谓整数编码,即复合材料层压结构的参数用整数来表征.使用整数编码策略的主要优点有:直观、方便、遗传算法的交叉、变异操作比较容易地进行.在此之外,还构造了适应度函数以用于遗传算法,最终达到了叶片梁帽和腹板结构强度优化的目标.本论文展示了基于遗传算法的大型风机复合材料叶片梁帽与腹板的强度优化设计的诸多优势.想要进行强度优化设计,首先要深入理解力学原理,同时也要掌握数值计算方法.在深入了解单层复合材料与叠层复合材料的弹性理论基础,以及在仔细研究改进的遗传算法优化理论基础之上,设定了一定的铺层规则,仅将工程中常用的四种角度作为限定的铺层角度,应用遗传算法对2MW风机复合材料叶片的梁帽和腹板进行了强度优化设计.本文的最后计算结果表明,由于遗传算法在处理离散型问题方面的特有优势,故在2MW风机叶片的梁帽和腹板的强度优化设计中,使用遗传算法进行强度优化设计是可行和可信的.
关键词:
层压板
,
铺层设计
,
遗传算法
,
叶片
,
梁帽
,
腹板
,
强度优化设计
朱小芹
,
李军向
,
陈淳
,
李成良
玻璃钢/复合材料
doi:10.3969/j.issn.1003-0999.2010.06.002
提高风轮叶片挥舞频率以避免风机运行时发生共振问题,是叶片铺层设计的一个重要环节.本文在风轮叶片铺层设计实践的基础上提出了一种研究复合材料风轮叶片频率的方法,给出了该方法的理论基础,并通过一个风轮叶片铺层实例说明了该方法的具体实施过程,验证了其可行性和可靠性.该方法能够定量地表征叶片每个截面的铺层方案对叶片频率的影响,可指导叶片铺层设计者如何更快找到调整叶片铺层的最优方案,从而更有效地提高叶片挥舞频率.
关键词:
风轮叶片
,
挥舞频率
,
质量分布
,
刚度分布
,
铺层设计
曲秀晓
,
李兴德
,
周春苹
玻璃钢/复合材料
雷达罩复合材料的铺层设计直接关系到雷达罩复合材料的强度,现行的商用软件需要依赖结构铺层设计才能实现仿真分析,要针对结构铺层分别划网格、建模型,铺层设计的灵活性、通用性差.采用几何学原理和数据编程处理方法,将雷达罩纤维织物复合材料的平面经纬向依据不同的起始铺层角度并结合三维空间几何转换确定其在三维雷达罩模型上的实际方向,进行雷达罩复合材料铺层设计,将复合材料铺层方向投影到空间雷达罩复合材料的有限元模型中,确定复合材料的铺层角,将铺层设计显性化、通用化,并且增加复合材料铺层计算的灵活性,突破各种软件的约束.
关键词:
铺层设计
,
数据编程
,
雷达罩铺层角
,
试验
冯消冰
,
黄海
,
王伟
玻璃钢/复合材料
本文的主要研究内容是基于遗传算法对大型风机复合材料叶片进行铺层优化设计,对其进行优化设计必须建立在深入理解力学原理,熟悉掌握数值计算方法的基础上.因此,在深入研究单层复合材料以及叠层复合材料的弹性特征理论基础和改进的遗传算法优化理论之后,参考了一定的铺层规则,在铺层角度限制为工程中常用的四种角度的前提下,应用遗传算法对大型风机复合材料叶片进行了铺层优化设计.设计结果表明,由于遗传算法特有的处理离散型问题的优势,在叶片铺层的优化设计中应用遗传算法是可行和可信的.
关键词:
风力机
,
叶片
,
层压板
,
铺层设计
,
遗传算法
,
优化设计
吴鑫锐
,
叶周军
,
李川
,
左龙彦
,
杨恒
宇航材料工艺
doi:10.3969/j.issn.1007-2330.2015.01.005
支撑筒用于运载火箭与卫星之间的连接,支撑筒的阻尼减振效果决定了卫星能否正常工作.T700S/AG80复合材料制备的某支撑筒无法满足室温阻尼性能要求.本文通过两种途径提高了支撑筒的阻尼性能,第一种途径采用环氧丁腈预聚物861340共混改性AG80环氧树脂,当861340含量为23％时,改性树脂的阻尼性能最佳;第二种途径是对支撑筒进行分段铺层设计.共制备两个支撑筒1 #和2#,1#采用未改性复合材料,2#采用阻尼改性复合材料以及分段铺层,在纵向振动试验中,与1#结构振动响应相比,2#结构的响应下降了60.5％;在横向振动试验中,与1 #结构振动响应相比,2#结构的响应下降了20.7％.
关键词:
支撑筒
,
树脂阻尼改性
,
碳纤维复合材料
,
铺层设计
吴蔚
,
杨科
,
张磊
,
刘强
工程热物理学报
基于我国对低载轻质高强度风电叶片的需求,本文在荷兰DOWEC叶片的基础上,设计了一种6 MW大厚度钝尾缘叶片,并基于FOCUS对其结构特性进行了分析.通过控制前后两叶片铺层参数不变,研究了大厚度钝尾缘外形对叶片载荷与结构的影响,得出提高叶片内侧翼型的相对厚度可以降低其质量与轴向载荷.通过控制叶片外形不变而修改铺层参数,研究了大厚度钝尾缘外形的铺层特性,得出梁帽厚度是影响该叶片结构强度的最主要铺层参数.最后,基于上述结论改进了大厚度钝尾缘叶片的铺层设计,并进行了全面的结构特性评估.结果表明与DOWEC叶片相比该叶片实现了载荷降低,质量减轻,结构增强.
关键词:
风力机
,
大厚度叶片
,
钝尾缘
,
铺层设计
,
安全因子
冯消冰
,
黄海
,
王伟
,
张浩东
玻璃钢/复合材料
doi:10.3969/j.issn.1003-0999.2012.03.002
本文的主要目的是研究遗传算法的优化机理并将遗传算法应用到复合材料层压板铺层的优化设计中.在深入理解力学原理,熟悉掌握数值计算方法的基础上对层压板进行强度优化设计.因此,在深入研究单层复合材料以及叠层复合材料的弹性特征理论基础和改进的遗传算法优化理论之后,针对复合材料层压结构遗传算法优化设计中层压结构参数具有离散型的特点,提出了适合复合材料层压结构遗传算法优化设计的整数编码策略,以整数来表征层压结构参数,这种编码方式简单直观、使用方便、易于进行遗传算法的交叉及变异操作.在分析层压结构强度的基础上,针对结构强度优化的目标构造了可用于遗传算法的适应度函数.同时参考了一定的铺层规则,在铺层角度限制为工程中常用的四种角度的前提下,应用遗传算法对层压板进行了铺层优化设计.设计结果表明,由于遗传算法特有的处理离散型问题的优势,在层压板铺层的优化设计中应用遗传算法是可行和可信的.
关键词:
层压板
,
铺层设计
,
遗传算法
,
优化设计
黄海
,
王伟
复合材料学报
为了提高复合材料叶片承担载荷的能力, 尤其是承受最大弯矩的叶片根部的承载能力, 研究了遗传算法的优化原理并将遗传算法应用到复合材料叶片根部铺层的优化设计中。针对复合材料层压结构遗传算法优化设计中, 层压结构参数具有离散型的特点, 提出了适合复合材料层压结构遗传算法优化设计的整数编码策略, 以整数来表征层压结构参数。在分析层压结构强度的基础上, 针对结构强度优化的目标构造了可用于遗传算法的适应度函数。同时参考了一定的铺层规则, 在铺层角度限制为工程中常用的四种角度的前提下, 应用遗传算法对叶片根部进行了铺层优化设计。结果表明, 由于遗传算法特有的处理离散型问题的优势, 在叶片根部的铺层优化设计中应用遗传算法是可行和可信的。
关键词:
叶片
,
层压板
,
铺层设计
,
遗传算法
,
优化设计
许亮
,
解永杰
,
丁蛟腾
,
王永杰
,
马臻
玻璃钢/复合材料
针对碳纤维复合材料反射镜特殊应用,从热稳定性以及弯曲刚度均匀性两方面,对层合板进行铺层设计与优化.最终优化的16层铺层设计[22.5 90-45-22.5 67.5-67.5 0 45]s弯曲刚度均匀性最好,同时具有优异的热稳定性.该铺层设计为高精度、高热稳定性碳纤维层合面板研制提供参考,特别适合于变形镜的铺层设计应用.
关键词:
碳纤维反射镜
,
热稳定性
,
弯曲刚度
,
铺层设计
,
优化
,
变形镜
李丙鹏
,
孙泽玉
,
陶雷
,
丁小马
,
朱姝
,
余木火
材料开发与应用
研究了不同冲击方向下复合材料的冲击力学性能,设计不同纤维布料裁剪方式并分析原材料的使用率,设计易于铺层操作以及产品脱模的三片式模具,优化热压罐成型工艺,并进行了车轮冲击测试.结果表明,冲击测试时的冲击方向对复合材料的冲击性能有较大影响,相较于垂直于铺层方向的冲击性能,冲击方向平行于铺层方向的复合材料冲击性能更高,产品铺层中应根据冲击工况进行优化铺层设计;采用合适的裁剪结构设计提高了操作便利性,并且使材料利用率达到83.8％,大大节约了材料成本;采用优化热压罐成型工艺制备的复合材料轮毂在冲击静载荷为600 kg的13°冲击测试中未出现断裂情况,满足汽车车轮冲击测试的装车要求.
关键词:
碳纤维复合材料
,
轮毂
,
铺层设计
,
冲击性能
