【摘 要】
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三明治结构已经广泛应用于船坞、航空航天领域、现代卫星结构和高速磁浮交通上，特别是在现代船坞结构中，它已经成为船体甲板主要的结构承载层。最近数十年来，随着科学技术的发展
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三明治结构已经广泛应用于船坞、航空航天领域、现代卫星结构和高速磁浮交通上，特别是在现代船坞结构中，它已经成为船体甲板主要的结构承载层。最近数十年来，随着科学技术的发展，材料制造和加工成型技术的进步，出现了一类新型多功能材料，具有高比强、超轻、高比刚度、高强韧性、高能量吸收等优良的机械性能，以及减震、缓震、抗撞击性、散热、吸声、电磁屏蔽、渗透性优良等一些特殊性质。它既可以作为许多应用领域的结构材料，也可作为一些特殊领域的功能材料，是一种备受关注的性能优异的多功能性结构材料。
三明治夹层结构一般由面板和夹芯材料组成，本文中所研究的肋板三明治结构由超高强连铸945钢组成，以肋板间距、肋板高度作为设计变量，利用结构优化设计理论，目标函数为刚度控制方程和质量控制方程，在保证板受弯性能的前提之下，进行轻量化优化设计，得到了两组合理的肋板间距和高度匹配值，第一组：肋板间距为75mm，肋板高度为40mm；第二组：肋板间距为95mm，肋板高度为45mm。此两组匹配值下模型受弯性能最佳，重量最轻；采用ABAQUS软件对匹配结果进行受弯性能模拟分析，找出刚度最大质量最轻的实用优化结果，以此提升三明治结构的比刚度、受弯性能及空间使用率；在上述研究基础上进一步分析了面板厚和肋板厚的相关变化对三明治板受弯性能的影响规律，即肋板厚对三明治板质量和刚度的影响呈线性特征，肋板厚每增加1mm，模型的质量在标准组的基础上增加0.05％，刚度增加0.001％；面板厚对三明治板的质量影响成线性特征，面板厚每增加1mm，模型质量在标准组的基础上增加0.1％，对刚度的影响恰恰相反，成非线性特征，厚度增加越大，刚度增加的幅度越大，增加幅度从0.1％到0.17％，远大于0.001％，充分说明面板厚对模型受弯性能的贡献更大。而且上下面板厚度差值越大，模型的刚度越大，受弯性能越强。以上分析结果为船坞领域三明治板的工程设计提供了有价值的可参考依据，在工程设计中有一定的指导作用和实用价值。
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