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拓扑优化的有限元方法在机身结构层合板中的应用

论论资讯 | 2023-01-01 3热度

Curved and Layered Structures

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Finite element method on topology optimization applied to laminate composite of fuselage structure

Aribowo A.; Adhynugraha M.I.; Megawanto F.C.; Hidayat A.; Muttaqie T.; Wandono F.A.; Nurrohmad A.; Chairunnisa; Saraswati S.O.; Wiranto I.B.; Al Fikri I.R.; Saputra M.D.

Published:2023-01-01
DOI:10.1515/cls-2022-0191

研究背景

优化飞机结构设计 如今,随着航空业的发展,飞机的性能和安全性要求越来越高。因此,飞机结构设计变得越来越重要。设计一个轻量化、强度高的飞机结构,一直是航空工程师们面临的挑战。如何在保证强度的同时,减轻飞机的重量,一直是研究者们关注的问题。

研究内容

使用有限元方法进行优化设计 一篇名为“应用于机身结构的层合复合材料拓扑优化的有限元方法”的论文,使用有限元方法进行了层合复合材料结构的拓扑优化研究。在这种方法中,优化中排布的层数被排除在外。该研究使用MALE UAV机身框架的几何优化作为样例。将最小应变能量作为目标函数,以20%的重量减轻约束为优化约束。在主要分析之前,通过以前发表的文献进行的不考虑方向的拓扑优化的基准研究。通过收敛研究来获得适当的有限元网格大小,该技术使用了四节点壳单元。有限元分析和优化结果表明,新的复合材料机身MALE UAV的结构设计符合航空适航标准STANAG 4671中规定的结构强度要求。

研究意义

提高飞机结构设计效率 这项研究提出了一种新的方法,即使用有限元方法进行拓扑优化设计,以提高飞机结构设计的效率。通过排除层数的优化,可以减轻结构的重量,同时保持结构的强度。这种方法可以应用于其他类型的飞机结构设计,以提高设计效率。因此,这项研究具有重要的实际应用价值。

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