拼接铺层纤维增强复合材料连接结构设计与离散优化

作者：聂昕; 南博

来源：机械工程学报, 2021, 57(07): 194-203.

• 复合材料
• 拼接铺层
• 连接结构
• 离散设计优化
• 轻量化

多相离散设计是依据零件具体结构,通过各向异性材料分布,获得理想的优化设计方法。针对目前离散设计方法中相邻设计域接头间的可靠性连接问题,提出了一种拼接铺层的结构形式,为结构件设计域连接提供了一种新的方法。结合复合材料离散设计与拼接铺层结构形式,综合考虑拼接接头对零件整体性能的影响,建立复合材料离散铺层优化系统。以汽车后背门模型为例,试验测试与仿真对比,验证了所建立优化模型的结果准确性。在优化过程中引入复合材料相关制造约束和材料插值模型,使优化设计结果兼顾了良好的可实施性。应用该铺层优化设计系统,相较传统复合材料铺层设计,汽车后背门在保证零件性能指标的基础之上,总成零件重量降低28.0%,实现了更加理想的轻量化实施效果。

• 单位
  汽车车身先进设计制造国家重点实验室; 湖南大学