复合材料翼面结构综合优化设计技术

概要介绍了复合材料翼面结构在静力、振动、位移、舵面效率、发散速度、颤振、尺寸限制等多种约束条件下的最小重量设计技术。对优化过程中遇到的复合材料的静强度准则、均衡约束、动态上限等问题提出了相应的解决方法。用基于该技术和方法而编制出的综合设计程序系统对一个三角机翼复合材料结构进行了综合优化设计研究,在满足许用应变、尺寸限、均衡、颤振速度等约束条件下,经6次迭代得到了最佳的铺层设计结果。该机翼全尺寸静强度、耐久性/损伤容限及共振试验结果表明:理论计算与试验符合;复合材料构件中的最大应变小于许用应变约束限制;按许用应变设计出的复合材料翼面蒙皮构件可满足耐久性/损伤容限要求;颤振速度比同状态金属机翼提高23％;减重效率为20％。     

机翼结构用复合材料的力学性能要求

本文试图从机翼结构的结构完整性要求和复合材料抗冲击性能与压缩设计许用值的关系出发,探讨适用于机翼结构的复合材料力学性能要求,以及对碳纤维和树脂性能的相应要求。     

单纯形法在飞机平尾大轴结构设计中的应用

为了研究歼击机水平尾翼大轴的结构设计,本文采用工程梁理论进行结构建模,将尺寸变量与坐标变量作为两个设计空间中的设计变量,其中,利用近似函数与黄金分割法相结合进行尺寸优化．再使用Nelder-Mead单纯形方法进行几何优化,分别进行交替优化,直至迭代收敛。实际箅例的优化结果表明：与传统的经验设计相比,本方法对大轴结构减重效果明显,在工程上是可行的。     

满足固有频率和振型要求的复合材料翼面结构动力学设计

 就满足固有频率和振型要求的翼面结构动力学设计问题提出了一种有效的工程解决方法,并且应用于实际的型号设计。试验结果表明,机翼结构的设计满足了设计要求。其解决过程对于新机设计或用复合材料替换金属结构的等效刚度设计均有重要的指导意义。
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基于分级优化的飞机翼面结构布局综合技术研究

为了探讨飞机翼面结构主要纵横骨架的最佳布局问题．并提供符合工程实际的、用于概念设计阶段的飞机结构设计方法,本文采用分级优化与集成的策略,该策略分为三个层次。第一个层次为拓扑优化,并由此确定纵向骨架的个数与位置的最优布局;第二个层次为尺寸优化,它用来确定翼面的中间参数;第三个层次为稳定性准则优化,它确定横向骨架的个数与位置的最优布局。在分级优化的三个层次中,拓扑优化是独立的,尺寸优化与稳定性准则优化是相互耦合的。以国外某飞机机翼为例,结果表明本文提出分级优化的思路与所采用的集成方法是可行的,并且具有很好的数值效果。作者认为：它对从事飞机结构设计的人员有一定的指导性和参考价值,值得在飞机设计部门推广应用。最后,总结给出五点结论供参考。     

拓扑优化设计中刚度与密度关系的一种力学模型

为了探讨变密度法中伪密度的变化对材料刚度的影响,并建立两者之间的力学关系,本文采用有限元法研究这一问题。提出利用"实心"与"空心"两种八节点体单元来构建"微元体"模型,通过各种比例的"实心"和"空心"体单元的均匀组合,来模拟伪密度数值的变化过程。理论分析与推导表明:确定"微元体"的刚度时,本模型不仅与加载和约束形式无关,而且与"微元体"的形状亦无关。通过数值试验,可以给出这种模型的刚度与伪密度的离散数值关系;最后,利用幂指函数获得其解析关系。计算结果发现一个十分有趣的现象:刚度与伪密度不遵循人为给出的幂函数关系。     

某型飞机新材料新工艺应用研究管理

根据空军战技要求,某型飞机要在原型机的基础上进行重大设计改进。为此,飞机的起飞重量将有较大增加,其中结构增重占较大比例。飞机重量的增加降低了发动机推力提高的效果,必将影响飞机的性能。因此减重是该机设计要考虑的一个重要问题。     

国外新型带垫固定卡箍分析

分析了多种国外新型带垫固定卡箍的结构、材料特点和使用条件,并提出了鉴定试验项目.     

一种多元函数的可视化方法

利用数学可视化概念和向量的正交性，本文提出了一种将多维函数在三维欧氏空间可视化的方法，旨在描述多维函数图形。本方法在多维数据图形的显示方面会有广泛的应用价值。     

复合材料中、长寿命区S-N曲线方程

提出一种新的基于两个假设条件下,用于复合材料层压板中、长寿命区S-N曲线构造的四参数模型。与其它方法相比,此方法不用考虑疲劳机理,只是根据疲劳试验数据,用纯数学方法来确定S-N曲线方程。算例结果表明:本文提出的方法不仅具有良好的拟合效果,而且具有较强的适用范围,因而具有潜在的工程应用价值。