W pracy analizowano zagadnienie optymalizacji w projektowaniu konstrukcji kompozytowych narażonych na utratę stateczności dynamicznej – zjawisko flatteru dla nadkrytycznych prędkości płynu. Analiza obejmuje dwa rodzaje konstrukcji: płyty prostokątne (wykonane z laminowanych wielowarstwowych materiałów kompozytowych oraz z porowatych funkcjonalnych materiałów gradientowych) i panele cylindryczne (laminowane wielowarstwowe materiały kompozytowe).
Szczegółowo omówiono metody rozwiązywania zagadnień utraty stateczności dynamicznej (analityczne i numeryczne). Przedyskutowano także zjawiska częstotliwości drgań swobodnych oraz maksymalizacji wartości ciśnienia aerodynamicznego w celu rozwiązania zadań optymalizacji. Przeprowadzona w pracy analiza dotyczy struktur z różnymi parametrami geometrycznymi, warunkami brzegowymi, orientacją laminatu oraz konfiguracją rozkładu porowatości w funkcjonalnych materiałach gradientowych. Zaproponowano i zastosowano z powodzeniem nową formę zmiennych decyzyjnych w przypadku laminatów o dyskretnej orientacji włókien.
Zadania optymalizacji rozwiązano zarówno analitycznie stosując pakiet symboliczny Mathematica (konstrukcja ze specyficznymi warunkami brzegowymi), jak i numerycznie przy użyciu metody elementów skończonych – pakiet NISA II (konstrukcja z dowolnymi warunkami brzegowymi).
In the present paper the optimal design of composite structures for dynamic stability maximization – supersonic flutter phenomenon is discussed. The analysis is carried out for two types of structures: rectangular plates (laminated multilayered composite materials and porous functionally graded materials) and cylindrical panels (laminated multilayered composite materials).
A special attention is focused on the methods of solution of dynamic stability problems (analytical and numerical methods). The phenomena of free vibrations frequency and aerodynamic pressure maximization were also discussed in order to solve optimization problems. The structures with different geometrical parameters, boundary conditions, stacking sequences and porosity distribution configuration for functionally graded materials are analyzed. For discrete fibre orientations a new form of design variables is proposed and successfully employed.
The optimization problems are solved analytically using the Mathematica symbolic package (structure with specific boundary conditions) and numerically using the finite element method – NISA II package (structure with any boundary conditions).
Wydział
Wydział Mechaniczny
Status pracy dyplomowej
po obronie
Licencja
Licencja PK. Brak możliwości edycji i druku.
Prawa dostępu
Zasób dostępny dla zalogowanych użytkowników lub z komputerów w domenie PK
