摘要：皱褶芯材夹层结构经过合理的设计,可作为一体化热防护结构应用于航空航天领域。以 V-型皱褶芯材一体化热防护结构作为研究对象,给出了针对 V-型皱褶芯材等效热传导系数的修正混合定律,从而建立了结构沿厚度方向的一维等效传热模型。同时,对详细的三维模型进行稳态传热分析,得到了由拉丁超立方抽样方法生成的各个样本点的等效热传导系数,并与采用修正混合定律计算得到的结果进行了对比。最后,在典型再入环境下进行瞬态传热分析,对比了三维模型和一维模型各部分的温度变化。经过修正的混合定律能够较精确地描述等效热传导系数;基于该等效热传导系数的一维模型可有效地预测沿结构厚度方向各点的温度响应。

摘要：充分发挥复合材料的利用率,降低结构重量,厚复合材料结构优化设计是非常重要的。然而优化设计空间复杂,层间应力问题突出,离散设计变量等问题使得厚复合材料结构的优化变得十分困难。针对由铺层相同的子层板叠成的厚复合材料层合板结构的复杂优化问题,本文提出一种多级优化设计方法。第一级优化采用基于径向基神经网络代理模型的优化设计方法,设计变量为子层内层数及铺层比例;第二级优化分为两个层次进行,系统层以结构重量最轻为目标,设计变量为子层数,子系统层采用遗传算法优化铺层顺序,以层间应力因子最小为目标。结合算例,通过Matlab编写遗传算法,并应用Isight集成Matlab来实现该优化设计方法。结果表明:本文提出的多级优化设计方法是有效的,能够很好地实现具有周期性铺层方式的厚复合材料层合板结构的优化设计。

摘要：V型皱褶芯材夹层结构与强迫对流冷却相结合,可应用于高超声速飞行器或大功率电子器件承载和散热的多功能设计。文章采用数值仿真方法对强迫对流条件下V型皱褶芯材夹层结构的换热及其产生的热应力进行研究,获得了相应的速度场、温度场及结构热应力分布。结果表明:强迫对流条件下,V型皱褶芯材夹层结构的换热性能明显提高,同时导致较大的压力损失。流体速度场随着几何构型的改变而发生周期性的变化,在结构偏折处波峰一侧流速达到最大,对流换热得到增强;沿着冷却液流动方向,结构与冷却液的温度逐渐升高,并伴随着周期性的波动;皱褶芯材夹层结构的整体换热能力随着入口流速的增大而增强。热流输入侧的面板热应力和变形均较大,结构皱褶部位存在应力集中。