● 摘要
先进复合材料格栅加筋(AGS)结构具有很高的结构效率，在航空航天领域有广泛的应用前景，但由于其几何参数很复杂，使结构分析和设计具有很大的挑战性。本文以总体屈曲作为结构设计准则，提出一种复合材料格栅加筋结构的初始设计的方法。该方法分为两步：首先，通过结构近似分析方法计算结构的屈曲载荷，采用遗传算法进行布局优化设计，获得初始的设计参数；其次，根据获得的初始设计参数，建立精确的有限元模型，对初始设计方案的可行性进行验证。这种初始设计方法的有效性和计算的高效性在对复合材料格栅加筋板的布局优化设计和格栅加筋圆筒的优化设计中得到了验证。在对复合材料格栅加筋板的布局优化设计中，采用基于参数化的等效平铺刚度模型来求解屈曲载荷，并通过遗传算法获得最优解。对复合材料格栅加筋圆筒的优化设计则采用基于改进的粒子群优化算法(PSO)的神经网络响应面求解屈曲载荷，并通过iSIGHT的多岛-遗传算法获得最优解。最后，通过PATRAN/NASTRAN有限元分析软件对三角格栅、六角格栅、正交各向异性格栅三种典型的加筋布局形式的复合材料圆筒进行参数分析。主要分析蒙皮的厚度、蒙皮铺层角、以及筋条高度对复合材料格栅加筋圆筒的屈曲模态以及屈曲载荷的影响。本文所作的工作，对复合材料格栅结构的工程设计应用，以及格栅结构的损伤失效究提供了较好的参考价值。