应用/结构英文2020被引 2

基于高强度碳纤维和玻纤及粘合剂的低燃烧性聚合物基复合材料蜂窝夹芯地板的优化设计

Optimization of honeycomb sandwich floor panels made of polymer-matrix low-combustible composite materials based on high-strength carbon and glass fibers and adhesive binder

V. A. Komarov, K. E. Kutsevich, S. A. Pavlova, T. Yu. Tyumeneva

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期刊 / 来源VESTNIK of Samara University. Aerospace and Mechanical Engineering

卷/期/页19 / 3 / 51-72

DOI10.18287/2541-7533-2020-19-3-51-72

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关键词：蜂窝夹芯结构碳纤维增强复合材料玻纤增强复合材料低燃烧性结构优化设计飞机地板非线性规划质量优化

摘要整理

本文针对采用新型高强度低燃烧性复合材料的飞机蜂窝夹芯地板结构设计进行研究，基于该材料的力学性能实验数据开展了优化设计工作。建立了实验与解析相结合的设计程序和优化算法，将设计任务表述为非线性数学规划问题，以单位面积结构质量为目标函数，面层厚度、蜂窝芯高度等参数为设计变量。通过可视化解释方法，将基于实验数据的可能设计方案简化为有限个设计备选方案的枚举。以新型低燃烧性复合材料为例，设计了用于先进客机过道区域的地板面板。将地板面板视为多支撑连续板，在分布荷载作用下进行分析。采用图解析方法确定了合理设计区域，该区域内的设计方案与最优设计的质量差异在规定的允许范围内。计算与实验分析表明，采用新型材料，可设计出面层采用碳纤维增强复合材料或玻纤增强复合材料、轻质蜂窝芯填充的地板面板，单位面积质量为2.9～3.4 kg，达到国际先进水平。

基于高强度碳纤维和玻纤及粘合剂的低燃烧性聚合物基复合材料蜂窝夹芯地板的优化设计

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