拓扑优化设计技术在翼肋结构中的应用
作者:中国飞机强度研究所 王立凯 常亮 来源:佳工机电网 发布时间:2012-06-01 【收藏】 【打印】 复制连接 【大 中 小】 我来说两句:(0) 逛逛论坛选取阈值―Threshold‖系数为0.3 进行筛选得到结果如下图所示:
对拓扑优化后的外形,选―FEM Smooth‖菜单对其进行重新划分网格后的有限元模型如下图所示:
现选取复杂载荷工况下对该肋结构进行拓扑优化设计,优化结果如下图所示,其体积收敛过程过图10 所示。
4 结论
本文以机翼典型的翼肋结构为设计对象, 以其最小柔顺度为目标函数, 应用PATRAN/NASTRAN 中的拓扑优化模块,分别在简单载荷工况下和复杂载荷工况下对其进行拓扑优化设计。以复杂载荷工况为例,当采用等材料设计时,其刚度提高46.91%,当采 用等刚度设计时,其材料用量减少37.84%。拓扑优化后的结果比较直接地反应了翼肋在受力情况下的主传力路径,大大提高了材料的利用率。
参考文献
[1] Rozvany GIN,Zhou M, Birker T. Generalized shape optimization without
homogenization .Structural Optimization, 1992,4
[2] COX H L. The design of structures of least weight. Oxford:Pergamon,1965
[3] NASTRAN2006 用户手册,MSC 公司资料,2006
[4] 隋永康,叶红铃,彭细荣.应力约束全局化策略下的连续体结构的拓扑优化.力学学报,2006,38(3)
[5] 郭旭,赵康. 基于拓扑描述函数的连续体结构拓扑优化方法.力学学报,2004(36)
[6] 牛春匀 实用飞机结构应力分析及尺寸设计 航空工业出版社 2009.12