三维机翼翼盒的结构拓扑优化设计  被引量:20

Topology optimization design of 3D wing box

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作  者:邱福生[1,2,3] 裴颖[1] 孙聪[2] 刘书田[3] 

机构地区:[1]沈阳航空航天大学辽宁省数字化工艺仿真与测试技术重点实验室,辽宁沈阳110135 [2]沈阳飞机设计研究所,辽宁沈阳110035 [3]大连理工大学工程力学系,辽宁大连116024

出  处:《计算机集成制造系统》2010年第11期2405-2409,共5页Computer Integrated Manufacturing Systems

基  金:航空基金资助项目(2009ZE54008);校博士启动基金资助项目(08YB05)~~

摘  要:为有效降低机翼的重量,合理布置材料,提高材料的利用效率,以机翼翼盒结构的概念设计为研究对象,借助ANSYS有限元分析软件,以结构的最小柔度为目标函数,以体积约束为约束函数,对单载荷工况下三维机翼翼盒进行结构拓扑优化设计,找出其主传力路径,并通过与二维机翼优化结果比较证明了方法的可行性。拓扑优化结果显示其结构型式新颖,翼梁和翼肋的数目、位置和形状在结果中都有一定程度的体现,具有一定参考价值,是一种具有良好操作性的、有别于经验设计的机翼结构概念设计新方法。In order to reduce the weight of the wing,distribute materials reasonably and improve utilization rate of materials,taking the conceptual design of the wing box as research object,the topology optimization of the 3Dwing box in the single-load condition was studied,by ANSYS,a finite element analysis software,with the least structure flexibility for the objective function and the volume constraint for the constraint function.The feasibility of the method was proved by comparing the optimization results to that of the 2Dwing.The number,location and shape of the wing beam and wing rib were reflected to some extent in the results of topology optimization.The results showed that a new method with better operability was established which was different from the experienced design for the conceptual design of the wing's structure.

关 键 词:概念设计 拓扑优化 伪密度 柔度 三维机翼翼盒 飞行器 

分 类 号:V221.92[航空宇航科学与技术—飞行器设计]

 

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