碳纤维结构件强度计算与优化实战

📚 共计 30 章节
01
碳纤维基础
制造工艺 · 力学性能参数 · 分类与牌号
拉伸强度模量断裂伸长率
02
复合材料力学基础
各向异性 · 正交本构 · 经典层合板理论
CLT本构各向异性
03
失效准则
最大应力 · Tsai-Wu · Hashin · Puck 对比
失效判据强度比
04
有限元分析基础
网格划分 · 边界条件 · 接触与约束
壳单元实体单元
05
Abaqus/ANSYS 实操
层合板建模 · 铺层定义 · 材料方向
Draping铺层
06
强度计算核心
层间应力 · FPF/LPF · 强度比计算
首层失效末层失效
07
优化设计基础
三要素 · 梯度优化 · 全局优化算法
设计变量约束目标函数
08
尺寸优化
铺层厚度 · 角度连续变量 · 制造约束
对称性均衡性
09
形状优化
外形参数化 · 灵敏度分析 · 减重孔布局
参数化减重
10
拓扑优化
变密度法(SIMP) · 最小柔度 · 制造约束
拔模最小成员尺寸
11
铺层顺序优化
遗传算法 · 铺层递减 · 层间应力最小化
排序GA
12
多尺度优化
微观到宏观协同 · 均匀化方法
纤维/基体均匀化
13
可靠性分析
蒙特卡洛 · FORM · 性能分散性处理
可靠性分散性
14
疲劳强度
S-N曲线 · Goodman修正 · 累积损伤
变幅载荷复合材料疲劳
15
冲击与损伤容限
低速冲击 · CAI · 分层扩展(VCCT/Cohesive)
冲击后压缩分层
16
连接强度
螺栓连接 · 旁路载荷 · 胶接接头
钉载分配搭接长度
17
热-力耦合
残余应力 · 固化变形 · 热膨胀匹配
热应力CTE
18
参数化建模
Python脚本 · Isight集成 · DOE试验设计
脚本驱动DOE
19
代理模型
响应面(RSM) · Kriging · 径向基函数
近似模型RBF
20
多目标优化
Pareto前沿 · NSGA-II · ε-约束法
加权求和Pareto
21
制造工艺约束
ATL/AFP工艺 · 可制造性规则库
自动铺带自动铺丝
22
轻量化设计
等代设计 · 变厚度 · 夹层结构优化
蜂窝泡沫芯材
23
振动与声学
固有频率优化 · 模态避让 · 阻尼层布局
模态阻尼
24
屈曲稳定性
线性/非线性屈曲 · 后屈曲 · 加筋优化
屈曲蒙皮
25
湿热老化
吸湿扩散 · 性能退化 · 加速老化寿命
湿热寿命预测
26
连接与装配
干涉/间隙配合 · 预紧力 · 混合连接
金属-复合材料应力分析
27
损伤检测与验证
超声C扫描 · DIC · 应变片布局优化
无损检测DIC
28
行业标准与规范
ASTM D3039/D3410/D3518 · 适航符合性
拉伸压缩剪切
29
案例实战(一)
无人机机翼主梁 · 强度计算与铺层优化
主梁无人机
30
案例实战(二)
汽车B柱加强件 · 碰撞工况多目标优化
轻量化碰撞