A multilevel approach for analysis and optimization of nano-enhanced composite structures

چارچوب سلسله مراتبی برای تجزیه و تحلیل چندسطحی و طراحی مواد کامپوزیتی و سیستم های ساختاری ارائه شده است. مدل های مواد میکرو و کل سطح با تجزیه و تحلیل ساختاری یکپارچه شده اند تا ویژگی های واکنش ساختار لود شده تحت تأثیر پیشرفت های نانوفیبری و تقویت کننده های فیبر مداوم در ماتریس پلیمری را بررسی کنند. علاوه بر ناخالصی نانوفیبری، فاز نانوسیم ماتریکس نیز در ارزیابی خواص سختی همگن شده ماتریکس گنجانده شده است. برای استفاده از ویژگی های طراحی در مقیاس های مختلف طول، یک رویکرد بهینه سازی چند مرحله ای مبتنی بر آبشاری تحلیلی هدف، برای تحلیل مواد-ساختاری و بهینه سازی طراحی یک صفحه ساندویچ کامپوزیت مستطیلی تحت شرایط بارگذاری درون هواپیما، مورد استفاده قرار می گیرد. متغیرهای طراحی شامل کسر حجمی نانوفیبری و الیاف پیوسته همراه با ضخامت هسته و ورق چهره است. حالت های شکست چندگانه به شکل لرزش جهانی، برش برش، لرزشی داخل سلولی و چین و چروک صورت، به عنوان محدودیت های طراحی محسوب می شوند. بارهای لبه های مختلف برای مطالعه اثر بارگذاری بر روی طراحی بهینه استفاده می شود. علاوه بر کارایی محاسباتی قابل توجه در رویکرد چند سطحی، جزئیات تجزیه و تحلیل و نتایج مساله بهینه سازی صفحات ساندویچ چند سطحی ارائه شده و مورد بحث قرار می گیرد.