辅助蜂窝结构几何优化及变刚度复合材料层板夹芯板壳动力分析

摘要整理

本研究针对辅助蜂窝芯层和曲线纤维增强面板组成的夹芯板壳结构，对纤维铺层方向和几何参数进行优化以获得最大基频。采用高阶剪切变形理论进行动力分析，采用C⁰八节点等参元素（每节点9个自由度）进行有限元计算。利用人工蜂群算法优化辅助蜂窝芯层的各项参数。通过原始材料的力学性能和单胞几何特征确定蜂窝芯层的有效力学性能。研究了纤维铺层角度和芯层几何参数（肋厚度、倾斜单胞角度、竖向肋长度、倾斜肋长度）对面板基频的影响。研究表明，通过合理改变辅助蜂窝芯层的几何参数，可在不改变面板平面尺寸和质量的前提下改变其固有频率。进一步分析了不同面板芯层密度比的情况。对三层和五层夹芯板壳结构进行了分析，考虑了不同的面板-芯层排列方式和边界条件。对于五层辅助蜂窝夹芯板壳，交替排列方式（三层面板、两层芯层）的无量纲基频低于单芯层中间排列方式。无量纲频率参数对辅助蜂窝芯层几何参数和面板纤维铺层角度均表现出较高的敏感性。

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