开口曲筋板壳的承载机理及其优化研究

项目名称： 开口曲筋板壳的承载机理及其优化研究

项目编号： No.11402049

项目类型： 青年科学基金项目

立项/批准年度： 2014

项目学科： 数理科学和化学

项目作者： 郝鹏

作者单位： 大连理工大学

项目金额： 26万元

中文摘要： 航空航天结构中的薄壁部段不可避免地需要各类开口，常造成结构轴压承载能力不同程度的折减。我国重型运载火箭和大飞机的薄壁、大直径和超轻等设计需求变得越发苛刻，十分有必要开展更为高效的开口补强设计理论与方法研究。本申请拟从改善局部蒙皮-筋条承载模式的角度出发，提出一种适合开口薄壁结构的具备局部负泊松比效应的曲筋板壳设计，通过激发有利张力场和传力路径来提高承载力。本申请拟采用数值和实验手段，揭示这类开口曲筋板壳的承载机理，分析几何缺陷对其承载性能的影响。在此基础上，面向开口曲筋板壳优化设计中的可行域不连通问题，建立相应的设计空间连续化方法。针对开口曲筋板壳后屈曲行为的高度非线性和控制变量激增所造成的优化困难，进一步开展多变量层次化高效优化算法研究，最终实现开口曲筋板壳结构的近口区-远口区一体化设计。我们希望通过本研究建立一套可用于未来飞行器典型部段的开口曲筋板壳优化方法，推动曲筋板壳的更广泛应用。

中文关键词： 曲筋；开口补强；层次优化；后屈曲；轻量化设计

英文摘要： Various types of cutouts are inevitable for thin-walled segments in aeronautic and astronautic constructions, which may result in varying degrees of reductions in axial load-carrying capacities. Accompanied with the developments of Chinese heavy lift laun

英文关键词： curvilinear stiffener；cutout reinforcement；multi-level optimization；post-buckling；lightweight design