基于密度分布曲线法的复合材料变刚度铺层优化

来源期刊：复合材料学报2015年第6期

论文作者：刘哲 金达锋 范志瑞

文章页码：1737 - 1744

关键词：复合材料;变刚度;优化;密度分布曲线法;BCP方法;

摘    要：基于梯度的优化方法对复合材料层合板进行了变刚度铺层优化设计。在优化过程中需确定铺层中各单元的密度以及角度。为了使优化结果具有可制造性,优化结果需满足制造工艺约束并且铺层角度需从预定角度中选取。为了避免在优化问题中引入过多的约束并减少设计变量的数目,提出密度分布曲线法（DDCM）对层合板中各单元的密度进行参数化。根据各单元的密度以及角度设计变量并基于Bi-value Coding Parameterization（BCP）方法中的插值公式确定各单元的弹性矩阵。优化过程中以结构柔顺度作为优化目标,结构体积作为约束,优化算法采用凸规划对偶算法。对碳纤维复合材料的算例结果表明:采用DDCM可得到较理想的优化结果,并且收敛速率较快。