不同设计要求下钛合金双层加筋圆柱壳优化设计特性分析

目的为探究不同长径比和不同计算压力下钛合金双层加筋圆柱壳优化设计方案的特性,建立钛合金双层加筋圆柱壳结构轻量化数学模型。方法基于Matlab建立遗传算法主控程序,采用有限元软件ANSYS进行极限承载能力计算校核,并对比分析不同长径比和不同计算压力下钛合金单、双层加筋圆柱壳优化方案的差异。结果结果显示,钛合金加筋圆柱壳优化设计存在2个临界计算压力,优化设计可分为3个优化类型,即极限承载能力约束控制优化设计的稳定性约束型、强度约束控制优化设计的强度约束型以及强度和极限承载能力约束共同控制优化设计的共同约束型。
长径比越大,临界计算压力越大;在相同的计算压力和长径比下,双层壳优化方案的重量低于单层壳结构;在相同长径比下,双层壳优化设计的临界计算压力小于单层壳。结论研究成果可为钛合金双层加筋圆柱壳优化设计提供参考。