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加筋薄板结构由加强筋和基板组成,相对于平板,这种结构所用材料较少,并且具有更大的承载能力。点阵夹芯板结构具有超轻质、高比强度、高比刚度、超强韧和高能量吸收等优异的力学性能。因此,上述结构广泛应用于航空航天等工程领域。 本文基于有限元分析方法,结合结构优化方法,对加筋薄板结构进行屈曲承载力优化设计,并对点阵夹芯板结构和夹芯井字梁结构进行参数优化设计。主要研究内容如下: (1)基于二重结构编码遗传算法和加筋薄板有限元线性屈曲分析技术,提出了一种加筋薄板屈曲承载力优化的方法。通过结构有限元线性屈曲分析和二重结构编码遗传算法计算种群个体适应度值,经过选择、交叉、变异遗传操作完成算法优化流程,实现了结构的拓扑优化。通过和算例对比验证了算法的有效性。以体积为约束,结构屈曲承载力为目标,对加筋薄板在面内压缩和剪切载荷下进行了优化设计,得到了最佳的筋条布局。 (2)研究了不同点阵夹芯板在多种载荷下的力学性能;选取加筋型金字塔夹芯板进行参数优化研究。以横纵向点阵单胞的个数、上下筋条的截面宽度和高度、中间筋条的宽度和高度为设计变量,结构体积为约束,以结构刚度最大为优化目标,建立了加筋型金字塔优化设计模型,并采用遗传算法进行求解,得到了适当的优化参数,提高了结构的刚度。 (3)以结构刚度最大为目标,采用NLPQL算法对夹芯井字梁结构进行参数优化。通过优化求解,得到了在设计变量约束范围内的优化参数,使得结构刚度有所提高。