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Erschienen in: Structural and Multidisciplinary Optimization 2/2018

16.08.2017 | RESEARCH PAPER

Orthotropic material orientation optimization method in composite laminates

verfasst von: Mario Petrovic, Tsuyoshi Nomura, Takayuki Yamada, Kazuhiro Izui, Shinji Nishiwaki

Erschienen in: Structural and Multidisciplinary Optimization | Ausgabe 2/2018

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Abstract

This paper proposes a optimization method that is capable of simultaneous design of multiple layers in a composite laminate with respect to multiple objective functions. The optimization process obtains a continuous orientation of an orthotropic material for each layer of the laminate. Each layer by itself is a single design domain, which allows multiple domains to be stacked in various orientations. Multiple optimization objectives are considered resulting in layers that perform different functions. The layers are modeled within a three-dimensional structure and by discretizing the structure using three-dimensional elements, the interaction between individual layers can be modeled. This also allows the optimization method to obtain a three-dimensional orientation vector. In this study, the individual layers are assumed to be thin, limiting the orientation vector to the mid-plane of the layer. The optimization model is tested on a two-layer laminate in which one layer is optimized for thermal control by directing heat toward specified sections while shielding other sections and the second layer is optimized to reduce the total deformation of the laminate structure that results from the thermal load. The results of simultaneous optimization for both layers are shown for several different configurations of boundary conditions.

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Literatur
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Metadaten
Titel
Orthotropic material orientation optimization method in composite laminates
verfasst von
Mario Petrovic
Tsuyoshi Nomura
Takayuki Yamada
Kazuhiro Izui
Shinji Nishiwaki
Publikationsdatum
16.08.2017
Verlag
Springer Berlin Heidelberg
Erschienen in
Structural and Multidisciplinary Optimization / Ausgabe 2/2018
Print ISSN: 1615-147X
Elektronische ISSN: 1615-1488
DOI
https://doi.org/10.1007/s00158-017-1777-2

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