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采用等效有限元模型的复合材料机翼结构优化
  • ISSN号:1000-3851
  • 期刊名称:《复合材料学报》
  • 时间:0
  • 分类:V214.19[航空宇航科学与技术—航空宇航推进理论与工程]
  • 作者机构:[1]南京航空航天大学飞行器先进设计技术国防重点学科实验室,南京210016
  • 相关基金:国家自然科学基金(11432007);江苏高校优势学科建设工程
中文摘要:

在机翼设计过程中,将等效有限元模型(EFEM)方法应用于考虑静力学和动力学要求的机翼结构优化。提出了“三步走”的结构优化策略,将一个多变量的复杂优化问题转换为一系列少变量的简单优化问题,对某支线客机的复合材料机翼进行了优化设计。首先以位移、静强度和颤振速度作为约束条件对机翼复合材料铺层比例进行优化;然后以静强度和结构稳定性作为约束,以最小化结构质量和结构效率作为优化目标,对各翼肋之间的加强壁板进行优化设计;最后再以位移和颤振速度为约束,对机翼结构总体刚度进行优化设计。结果表明:EFEM方法具有快速建模和计算量少的优点,采用“三步走”优化策略具有更高的效率,适用于初步机翼结构优化设计。

英文摘要:

In the process of wing design, equivalent finite element model (EFEM) method was utilized for the opti- mization of wing structure with static and dynamic constraints. An structure optimization strategy with three steps, which convert a multivariable complex optimization problem to a series of simple optimization problems with a few design variables, was proposed for a composite wing of regional civil jet design. Firstly, the ratio of composite lay- ers was optimized with displacement, static strength and flutter speed as constraints. Then each stiffened panel be- tween ribs was optimized for minimizing structure weight and structure efficiency with the static strength and struc- ture stability as constraints. Finally, the overall stiffness of the wing structure was optimized with displacement and flutter speed as constraints. The results show that the EFEM method is suitable for wing structure preliminary opti- mization for the advantage of rapid modeling and low computational cost. And the strategy with three steps in the structural optimization has higher efficiency.

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期刊信息
  • 《复合材料学报》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:工业和信息化部
  • 主办单位:北京航空航天大学 中国复合材料学会
  • 主编:益小苏
  • 地址:北京海淀区学院路37号
  • 邮编:100083
  • 邮箱:
  • 电话:010-82316907
  • 国际标准刊号:ISSN:1000-3851
  • 国内统一刊号:ISSN:11-1801/TB
  • 邮发代号:80-413
  • 获奖情况:
  • 国内外数据库收录:
  • 被引量:17731