根据拓扑优化结果对现在设计进行重新设计,如图8所示。改进设计相比于初始设计减少0.53kg。
2.3尺寸、形状联合优化
将挡块分为6块区域作为尺寸设计变量,选择中间肋应力大的区域(中间肋圆角、肋的宽度)作为形状优化形状变量。10个设计变量详细如图9所示。
优化约束条件为最大应力小于275MPa,优化目标为重量最小。
优化后重量减少5.79kg,优化后结构厚度分布云图和中间肋形状分别如图10、11所示。
3优化后校核
对优化后的结构采用显式非线性分析进行校核,载荷、边界条件与初始分析一致。优化后的结构的应力满足优化约束条件,应力云图如图12所示。
4结论
在满足飞机轮挡结构刚度、强度等性能要求的前提下,通过结构优化,飞机轮挡结构减重效果明显。拓扑优化飞机轮挡减重0.53kg,尺寸形状优化减重5.79kg,共计6.32kg,减重45.3%。
飞机轮挡结构优化相比传统结构优化设计,提高了产品研发效率,缩短产品研发的周期,这种优化方法可为应用于类似产品设计。