基于改进堆叠顺序表法的变厚度复合结构铺层序列优化设计

来源：机械工程学报杂志2024年第19期北京时间：

作者：彭翔, 陈轲楠, 王明博, 易兵, 李吉泉, 姜少飞

单位：1. 浙江工业大学机械工程学院 杭州 310023;2. 浙江工业大学台州研究院 台州 318014;3. 中南大学交通运输工程学院 长沙 410083

摘要：变厚度复合结构通过在不同厚度区域进行铺层序列优化实现变刚度设计，针对现有的铺层序列优化方法中存在的制造因素考虑不足、铺层序列生成随机性大等问题，提出了一种基于改进堆叠顺序表法的变厚度复合结构铺层序列优化设计方法。建立了一种改进的堆叠顺序表，使用各子区域铺层厚度、最薄子区域的铺层序列、铺层插入位置、铺层插入角度4个变量进行变厚度复合结构铺层序列的参数化表征；构建了考虑制造约束的变厚度复合结构铺层序列优化算法，通过最薄子区域铺层序列优化、最薄子区域到最厚子区域的铺层序列自动生成及优化，基于遗传算法进行了变厚度铺层序列的优化求解，实现了考虑制造约束的轻量化设计。应用于经典的18面板马蹄形复合结构的铺层序列优化，与已有方法结果相比，实现了考虑更多制造约束的多区域铺层序列优化设计，总重量降低到28.31 kg，验证了方法的有效性。

关键词：复合结构,变厚度,铺层序列,优化设计；

基金资助：国家自然科学基金(51875525)、浙江省自然科学基金(LY21E050008)和台州市科技计划(23GYB37)资助项目。