层合复合材料铺层顺序和结构形状综合优化

来源：计算力学学报杂志2025年第2期北京时间：

作者：陈珅艳,刘欣荣,杨子涵

单位：北京航空航天大学 宇航学院, 北京 102206,北京航空航天大学 宇航学院, 北京 102206,北京航空航天大学 宇航学院, 北京 102206

摘要：提出了一种层合复合材料铺层顺序与结构形状参数综合优化的方法。首先,采用形状基向量定义形状变量,建立了包含层合板铺层顺序变量和形状变量的综合优化模型,形成包含连续变量和离散变量的优化问题。其次,改进了二级多点近似遗传算法,在一级近似问题中加入了形状变量及其灵敏度,将形状变量融入外层的遗传算法中,通过改进混合编码、初始种群、个体适应度以及各类算子,实现了形状变量与铺层顺序变量的同时寻优,并开发了相应的优化系统。将优化系统应用于二维平板模型和三维圆筒模型优化算例,结果验证了该方法的可行性和有效性,综合优化的减重效果均优于单一的铺层顺序优化结果。该系统进一步应用于简化卫星结构,表明了该方法在工程应用中的可行性。

关键词：复合材料铺层优化,形状优化,二级多点近似算法,遗传算法(GA),