【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于材料分析技术,涉及一种复合材料加筋壁板结构优化分析方法。
技术介绍
复合材料具有各向异性和可设计性强的特点,只有根据结构特点更好地进行优化设计,才能更高效地满足设计要求。加筋壁板结构是飞行器上常用的一种结构形式,对于金属结构来说,由于具有各向同性的特点,可以同时完成筋条位置、形式以及厚度优化分析,而对于复合材料来说,由于具有各向异性的特点,其结构形式是一层层铺设,每层角度都有可能不同,无法直接进行筋条位置、形式以及铺层角度、厚度优化分析,因此现有的复合材料加筋壁板结构优化分析方法,仅仅是在设计人员将复合材料加筋布置好以后,强度分析人员对结构的铺层进行优化。由于筋条布置主要依靠设计人员经验进行布置,不能充分发挥复合材料的优越性。
技术实现思路
本专利技术的目的是:专利技术一种复合材料加筋壁板结构优化分析方法,辅助复合材料加筋壁板结构的设计,提高材料利用率,减少复合材料试验件数量,降低成本。本专利技术的技术方案是:一种复合材料加筋壁板结构优化分析方法,其特征在于,包括2个步骤:步骤1.复合材料加筋壁板结构拓扑优化1)建立复合材料加筋壁板结构的有限元模型;2)假设复合材料加筋壁板结构由各向同性的铝合金材料组成;3)以结构的变形能最小作为目标函数;4)以剩余质量为原设计质量的40%作为约束函数;5)以结构元件的有无作为设计变量;6)通过仿真计算确定加筋结构质量分布,去除质量分布40%以下部分,根据拓扑优化结果确定加复合材料加筋壁板结构的加筋布置。步骤2.复合材料加筋壁板结构铺层优化1)根据步骤1确定复合材料加筋壁板结构加筋布置,建立用于铺层优化的有限元 ...
【技术保护点】
一种复合材料加筋壁板结构优化分析方法,其特征在于,包括如下步骤:步骤1.复合材料加筋壁板结构拓扑优化1)建立复合材料加筋壁板结构的有限元模型,将其当作由各向同性的铝合金材料组成;2)以复合材料加筋壁板结构的变形能最小作为目标函数,以剩余质量为原设计质量的40%作为约束函数,以复合材料加筋壁板结构的筋条有无作为设计变量,利用有限元程序,通过分析确定复合材料加筋壁板结构的质量分布,去除质量分布40%以下部分,根据拓扑优化结果确定复合材料加筋壁板结构的加筋布置;步骤2.复合材料加筋壁板结构铺层优化根据步骤1确定的复合材料加筋壁板结构的加筋布置,建立铺层优化有限元模型,以最小重量为设计目标,以复合材料铺层的失效指数大于1为约束条件,以每种铺层角的厚度作为设计变量,对复合材料加筋壁板结构的铺层进一步优化,确定最后复合材料加筋壁板结构铺层。
【技术特征摘要】
1.一种复合材料加筋壁板结构优化分析方法,其特征在于,包括如下步骤:步骤1.复合材料加筋壁板结构拓扑优化1)建立复合材料加筋壁板结构的有限元模型,将其当作由各向同性的铝合金材料组成;2)以复合材料加筋壁板结构的变形能最小作为目标函数,以剩余质量为原设计质量的40%作为约束函数,以复合材料加筋壁板结构的筋条有无作为设计变量,利用有限元程序,通过分析确定复合材料加筋壁板结...
【专利技术属性】
技术研发人员:温永海,宫少波,齐德胜,云庆文,南力强,张震,韩刘,朱洪艳,
申请(专利权)人:哈尔滨飞机工业集团有限责任公司,
类型:发明
国别省市:黑龙江;23
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。