【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开了一种，用于解决现有方法设计钉载切向应力大的技术问题。技术方案是采用三维实体单元建立钉载模型。在优化的过程中以应力为约束，约束钉载单元处的切向应力最小，用伴随法求得钉载灵敏度，并和材料用量一起作为刚度优化的约束，进行结构拓扑优化得到设计结果。该方法能够保证结构刚度性能，同时合理分配结构传力路径，避免应力集中。通过实施例可以看到，约束结构材料体分比同为0.3时，不施加应力约束结构柔顺度函数为0.0207J，施加钉载应力约束后结构柔顺度函数不变的情况下，螺栓最大切应力由17.9MPa降低到11.3MPa，降低了36.8%，降低了螺栓单元的切向应力。【专利说明】
本专利技术涉及一种机翼翼梁结构拓扑优化方法，特别涉及一种。
技术介绍
文献I “基于ISIGHT/NASTRAN的机翼翼梁的结构优化设计.王祥生等.飞机设计.2008.28(4):23-27.”中提出了一套基于ISIGHT/NASTRAN的机翼翼梁结构优化设计优化方法。该方法在满足机翼强度要求的情况下，在结构优化中以结构质量为目标，腹板VONMISES应力、缘条轴向应力以及缘条梁单元应力为约束。通过尺寸优化和形状优化有效地减少了梁的重量，并且满足强度要求。文献2 “大展弦比飞翼结构拓扑、形状与尺寸综合优化设计.王伟，杨伟，赵美英.机械强度,2008, 30 (4):596-600.”提出一种可用于机翼结构布局问题两级三层的拓扑、形状与尺寸优化方法。第一级为拓扑层优化，采用拓扑优化手段得到机翼结构的大致翼梁数目与位置；第二级，形状与尺寸优化，在第一级优化的基础上，使用形状...
【技术保护点】
一种基于应力约束的机翼翼梁结构拓扑优化方法，其特征在于包括以下步骤：步骤一、建立拓扑优化模型，定义梁腹板为拓扑优化的设计域Ω并将Ω离散为n个有限单元，定义优化目标函数为柔顺度函数最小，约束条件为材料使用体分比小于单元切应力小于find?X＝(x1，x2，…，xn)minC(X)=Σi=1nUiTKiUis.t.KU＝F????（1）V(X)=Σi=1nxivi≤V‾σs≤σ‾0＜xi≤1，i＝1，…，n式中，xi为单元对应的伪密度，vi为单元体积，Ui为单元位移向量，Ki为单元刚度矩阵，F为节点等效载荷向量，U为节点整体位移向量，K为结构总刚度矩阵，C为结构柔顺度函数，σs为单元切应力；步骤二、有限元分析计算结构的位移响应U；根据U计算钉载单元的切应力σ；引入伴随向量λT＝{0,0,…,1,…,0,0,0}，λT的各分量均为0，钉载单元横截面上的切应力σs对应的分量为1；钉载单元横截面上的切应力：σs＝λTσ????（2）约束钉载的单元横截面上的切应力步骤三、计算切应力对于设计域内单元的伪密度x...
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：张卫红，侯杰，谷小军，朱继宏，
申请(专利权)人：西北工业大学，
类型：发明
国别省市：
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