复合材料建模及优化三步法

复合材料是一种由两种或两种以上材料组成的复合材料，其中至少有一种材料是纤维材料。它具有难以分离、具有新的特性、具有组合动态和可定向性的优点。典型的特点如下：

1、轻质：复合材料是由纤维和基体组成的，一般纤维材料的比重远小于金属、木材、陶瓷等材料，因此复合材料的比重也很低，具有轻质的特点。

2.、高强度：由于纤维材料具有很高的强度和刚度，即使在具有大量的负载和周转率下，复合材料一般也能保持其初始的结构和强度。

3、抗腐蚀：复合材料可以通过在材料中添加耐腐蚀材料和效应，防止材料被腐蚀的情况发生。

4、耐磨损性：复合材料具有非常好的耐磨损性能，这使得它在很多行业中得到广泛的应用，如航空、航天、汽车、轻工等领域。

铺层复合材料（或称层合板）是由两层以上的单层板黏合为一个整体的受力结构，每一个单层的材料厚度、形状和弹性主方向可以互不相同，由此可以产生非常奇特的受力特性。因此，适当的设计铺层属性可以得到有效承受各种特定载荷的结构组件。

对于铺层复合材料，基于特定的载荷工况和要求，需要在设计中确定每种铺层的形状、数量和顺序。如图所示，OptiStruct提供了全流程的铺层复合材料优化功能，包含三个阶段：

阶段一：通过自由尺寸优化确定每种角度铺层的厚度分布和形状；

阶段二：通过尺寸优化确定每种铺层的厚度；

阶段三：通过铺层顺序优化确定最佳叠放次序。

STEP1：自由尺寸优化

STEP2：尺寸优化

STEP3：铺层顺序优化

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