疲勞約束下機翼結構件拓撲優(yōu)化.pdf

1、結構拓撲優(yōu)化在航空航天器結構設計領域的大量使用，使飛行器結構的重量越來越輕，性能不斷提高，同時由于應力水平的上升而導致了疲勞問題越來越多。對于大多數金屬材料，疲勞強度遠低于極限強度，盡管在極限載荷下結構滿足靜強度要求，但是在疲勞載荷下結構可能不滿足疲勞壽命設計需求，因此研究以疲勞壽命為約束的拓撲優(yōu)化具有重要意義。
　　本文根據結構疲勞壽命分析原理，提出了一種把拓撲優(yōu)化中的疲勞約束轉化為應力約束的方法，由疲勞載荷譜結合構件的設計壽命

2、，根據結構疲勞壽命分析方法反算設計壽命下的最大應力水平，以這個最大應力水平為約束值進行拓撲優(yōu)化來獲得結構件的結構型式和尺寸。用兩個算例證明了本文方法的有效性。
　　采用HyperMesh商業(yè)軟件，建立了某運輸機機翼翼肋和某無人機機翼接頭的有限元模型，并進行有限元分析；以質量最小為目標，實際疲勞載荷譜處理得到結構的最大應力為約束，用OptiStruct模塊結合多工況下的基結構法進行拓撲優(yōu)化，得到其拓撲結構，并在此基礎上對優(yōu)化結果進行