基于粒子群算法和ANSYS的层合板自由边界处层间正应力的优化研究

摘要

由于层合板结构相邻铺层之间材料参数的不匹配,层合板受外载作用时,板的自由边界处会产生奇异的三维层间应力场.笔者以层舍板自由边界处层间正应力为目标,对层舍板的铺层结构进行了优化.优化方法采用粒子群算法(PSO)与有限元相结合的方法,开发了PSO和通用有限元软件之间的接口程序.笔者还采用ANSYS自带的零阶优化方法进行了优化,并与PSO方法做了比较.优化算例分别考虑了面内拉伸载荷和面外横向载荷.优化结果表明:零阶方法的优化结果对初始值敏感,初始值不同,得到的优化解也不相同.而PSO方法由于是利用随机生成的初始值并通过进化来搜寻全局最优解,从而避免了初始值的影响,且PSO在寻优效率上具有显著的优势.