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研究生:張瑞榮
研究生(外文):Zhang, Rui-Rong
論文名稱:利用總域性最佳化方法從事複合材料板之疊層設計
論文名稱(外文):Optimal layup design of laminated composite plates using a global optimization method
指導教授:金大仁金大仁引用關係
指導教授(外文):Jin, Dai-Ren
學位類別:博士
校院名稱:國立交通大學
系所名稱:機械工程研究所
學門:工程學門
學類:機械工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:1992
畢業學年度:80
語文別:中文
論文頁數:203
中文關鍵詞:複合材料疊層設計機械工程工程
外文關鍵詞:MECHANICAL-ENGINEERINGENGINEERING
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本論文利用剪變形有限單元法來分析及設計稍厚的複合材料板。其中,有限單元之
描述是基於Reissner-Midlin 平板理論,而此理論的剪變形修正因子乃由正交性材
料所推導得之。在本文中,首先應用所建立之有限單元分析複合材料板之變形、應
力分佈、自然頻率、阻抗或挫屈等力學行為,所獲得之結果與文載所記載之結果相
比較,証明所建立之有限單元能產生相當準確的結果,然後結合本有限單元及多起
始點的總域性最佳化技巧來探討平板之最佳排列角度,以獲得最大之勁度、阻抗、
自然頻率或挫屈載重。同時亦探討不同材料、邊長厚度比、長寬比及不同層數等參
數對複合材料對稱和反對稱層板之最佳排列角度之影響。結果顯示此最佳化理論在
設計稍厚的複合材料板是非常有效的。
最後,為了驗証本有限單元法之準確性,應用實驗方法量取多層對稱板之橫向位移
變形及應變量並與有限單元法來比較,結果顯示理論值與實驗值非常接近。
中文摘要
CONTENTS
Abstract
Acknowledgement
List of Figures
List of Tables
Nomenclature
Chapter 1 Introduction
1.1 Basic Characterization of Composite Materials
1.2 Applications of Composite Materials
1.3 Objectives and Scope
1.4 Organizaion
Chapter 2 Numerical Methods for Optimum Design
2.1 Introduction
2.2 Mathematical Formulation
2.3 Quasi-Newton Method
2.4 Optimality Criterion Method
2.5 A Multilevel Design Procedure
2.6 A Multi-Start Global Optimization Technique
2.7 Conclusion
Chapter 3 Finite Element Analysis of Shear Deformable Laminated Composite Plates
3.1 Introduction
3.2 Kinematic Relations
3.3 Virtual Work Method
3.4 Finite Element Formulation
3.5 Damping of Composite Plate
3.6 Shear Correction Factors
3.7 Numerical Examples
3.8 Conclusion
Chapter 4 Optimal Design of Laminated Composite Plates
4.1 Introduction
4.2 Optimal Design of Ply Orientations
4.3 Numerical Examples
4.4 Conclusion
Chapter 5 Experimental Program
5.1 Experimental Apparatus
5.2 Laminate Processing
5.3 Test Method
5.4 Test Results
Chapter 6 Conclusions
6.1 Summary of the Study
6.2 Further Recommended Research
Appendix I:Laminated Composite Plate Analysis
Appendix II:Coefficients of Mass Matrix
Appendix IIII:Rates of Change of Eigenvalue and Eigenvector
References
List of papers
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