基于拓扑和尺寸优化的翼肋类结构设计研究

作者：梅莉; 孙智孝; 姬鹏博; 邓扬晨

来源：飞机设计, 2013, (02): 8-12+16.

DOI：10.19555/j.cnki.1673-4599.2013.02.003

• 翼肋结构
• 拓扑优化
• 尺寸优化
• 应力
• 位移
• 质量 ribs structure
• topological optimization
• size optimization
• stress
• displacement
• mass

开展了以机翼翼肋为模型的布局与尺寸优化设计,在结构优化的过程中,采用两级优化的设计方法。第一级采用拓扑优化,应用变密度法,由此得到了翼肋大致构形及其挖孔位置;第二级采用尺寸优化,将复合形法与NASTRAN的方向法相结合,分别优化出翼肋上杆的截面积和肋板各部分的厚度,两者相互结合,最终完成了翼肋结构的布局优化设计。对普通肋板和优化之后的肋板在性能参数上做了对比研究。结果表明:经过结构优化,结构材料的质量减少约30%(自定义约束条件),同时,结构自身的刚度,强度等性能参数有很大改进,验证了文中算法在减重方面是可行和有效的。

• 单位
  中国航空工业集团公司沈阳飞机设计研究所; 沈阳航空航天大学