船舶用复合材料变刚度层合板屈曲性能研究开题报告
2024-06-19 21:42:16
1. 本选题研究的目的及意义
随着造船技术的不断发展以及对船舶性能要求的提高,轻量化设计成为了船舶设计的重要方向。
复合材料因其比强度高、比模量高、抗腐蚀性能好等优点,在船舶建造中得到了越来越广泛的应用。
然而,传统的等刚度复合材料层合板在面对复杂载荷和边界条件时,其结构效率和承载能力存在一定的局限性。
2. 本选题国内外研究状况综述
复合材料变刚度层合板作为一种先进的轻质结构,近年来受到了国内外学者的广泛关注。
1. 国内研究现状
国内学者在复合材料变刚度层合板的屈曲性能方面开展了一系列研究。
3. 本选题研究的主要内容及写作提纲
1. 主要内容
本研究将针对船舶用复合材料变刚度层合板的屈曲性能展开深入研究,主要内容包括以下几个方面:1.船舶用复合材料及变刚度层合板概述:介绍船舶用复合材料的种类、性能特点以及变刚度层合板的定义、分类和制造工艺。
2.变刚度层合板屈曲性能分析方法:研究经典层合板理论、有限元分析方法等,并通过试验验证方法确保分析结果的可靠性。
4. 研究的方法与步骤
本研究将采用理论分析、数值模拟和实验验证相结合的研究方法,具体步骤如下:1.文献调研阶段:查阅国内外相关文献,了解船舶用复合材料变刚度层合板的研究现状、发展趋势以及所面临的关键问题,为本研究提供理论基础和研究方向。
2.理论分析阶段:基于经典层合板理论和板壳理论,建立变刚度层合板的屈曲分析模型,推导出屈曲临界载荷和屈曲模态的计算公式,并分析不同铺层参数和几何参数对屈曲性能的影响规律。
3.数值模拟阶段:利用有限元软件建立变刚度层合板的有限元模型,对不同铺层方式、几何参数以及边界条件下的屈曲性能进行数值模拟分析,验证理论分析结果的准确性,并获得更详细的屈曲行为和失效机制。
5. 研究的创新点
本研究的创新点在于:1.将变刚度复合材料层合板应用于船舶结构设计,研究其在船舶特殊环境下的屈曲性能,为船舶轻量化设计提供新的思路。
2.建立考虑船舶实际工况的变刚度层合板屈曲性能分析模型,并分析不同环境因素对屈曲性能的影响,使研究结果更具有工程实用价值。
3.结合优化算法,对船舶用变刚度层合板进行多目标优化设计,寻求满足强度、刚度、稳定性等多方面性能要求的最优设计方案,为实际工程应用提供技术支持。
6. 计划与进度安排
第一阶段 (2024.12~2024.1)确认选题,了解毕业论文的相关步骤。
第二阶段(2024.1~2024.2)查询阅读相关文献,列出提纲
第三阶段(2024.2~2024.3)查询资料,学习相关论文
7. 参考文献(20个中文5个英文)
1. 谭浩, 郭宇, 张博闻, 等. 基于变刚度思想的复合材料加筋板优化设计综述[j]. 力学学报, 2021, 53(2): 315-332.
2. 吕建忠, 邱信明, 杨振宇, 等. 基于变刚度铺层的复合材料机翼结构承载性能研究[j]. 航空材料学报, 2020, 40(1): 1-10.
3. 王延斌, 冯金龙, 崔维成. 基于遗传算法的变刚度复合材料层合板屈曲优化设计[j]. 玻璃钢/复合材料, 2018(6): 6-12, 20.