基于临界刚度的复合材料筋材多变量优化设计方法

来源：复合材料学报杂志2021年第8期北京时间：

作者：付晓, 梅志远, 陈国涛, 张二, 赵欣阳,

摘要：以船舶结构优化设计为背景，针对目前结构安全余量过高导致加筋板板筋刚度过匹配现状，提出板筋刚度匹配临界刚度的概念，推导了板筋刚度比关系式。以T型复合材料筋材为对象，建立优化模型，基于Isight软件平台对设计变量进行灵敏度分析，简化设计变量。采用多岛遗传算法对筋材开展多变量优化设计，结合工程实际在筋材优化结果基础上确定设计方案，并开展复合材料加筋板力学性能试验研究，验证了多变量优化设计方法的可行性。研究表明：利用提出的加筋板板筋刚度比关系式，可以指导板筋刚度匹配设计；对T型复合材料筋材进行优化设计时，提升腹板高度对优化目标影响最明显；在等刚度约束前提下，提出的T型筋材优化设计方案能够较好地实现优化目标，同时保证了较优的经济性。

关键词：复合材料, 加强筋, 临界刚度, 多变量, 优化设计,