基于密度分布曲线法的复合材料变刚度铺层优化

来源：复合材料学报杂志2015年第6期北京时间：

作者：刘哲, 金达锋, 范志瑞,

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.

关键词：复合材料, 变刚度, 优化, 密度分布曲线法, BCP方法,