複合材料板之輕量設計

Abstract

本文之研究為應用最佳化方法，達成複合材料積層板輕量化設計。依據積 層板所要求不同位移量、自然頻率、破壞準則討論積層板厚度最佳化。採 用Kam和Chang用於複合材料之剪變形有限元素，同時考慮剪變形和旋轉慣 量之效應。此外在最佳化部份，以積層板總厚度為目標函數，疊層角度及 疊層厚度作為設計變數，中間位移量、自然頻率、破壞準則為限制條件， 引用延伸性拉格蘭吉乘子方法，將限制條件變成無限制條件，並應用 Snyman與 Fatti所發展適用於無限制條件之目標函數的區域極小化觀念來 完成目標之最佳化。例題中討論不同材料及邊界條件的複合材料積層板受 各種載重，在各種限制條件下的厚度最佳化。上述可得在不同長寬比、層 數組下各種限制條件要求的厚度、長寬比。