疲勞約束下機(jī)翼結(jié)構(gòu)件拓?fù)鋬?yōu)化.pdf

1、結(jié)構(gòu)拓?fù)鋬?yōu)化在航空航天器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)領(lǐng)域的大量使用，使飛行器結(jié)構(gòu)的重量越來越輕，性能不斷提高，同時(shí)由于應(yīng)力水平的上升而導(dǎo)致了疲勞問題越來越多。對(duì)于大多數(shù)金屬材料，疲勞強(qiáng)度遠(yuǎn)低于極限強(qiáng)度，盡管在極限載荷下結(jié)構(gòu)滿足靜強(qiáng)度要求，但是在疲勞載荷下結(jié)構(gòu)可能不滿足疲勞壽命設(shè)計(jì)需求，因此研究以疲勞壽命為約束的拓?fù)鋬?yōu)化具有重要意義。
　　本文根據(jù)結(jié)構(gòu)疲勞壽命分析原理，提出了一種把拓?fù)鋬?yōu)化中的疲勞約束轉(zhuǎn)化為應(yīng)力約束的方法，由疲勞載荷譜結(jié)合構(gòu)件的設(shè)計(jì)壽命

2、，根據(jù)結(jié)構(gòu)疲勞壽命分析方法反算設(shè)計(jì)壽命下的最大應(yīng)力水平，以這個(gè)最大應(yīng)力水平為約束值進(jìn)行拓?fù)鋬?yōu)化來獲得結(jié)構(gòu)件的結(jié)構(gòu)型式和尺寸。用兩個(gè)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(yùn)輸機(jī)機(jī)翼翼肋和某無人機(jī)機(jī)翼接頭的有限元模型，并進(jìn)行有限元分析；以質(zhì)量最小為目標(biāo)，實(shí)際疲勞載荷譜處理得到結(jié)構(gòu)的最大應(yīng)力為約束，用OptiStruct模塊結(jié)合多工況下的基結(jié)構(gòu)法進(jìn)行拓?fù)鋬?yōu)化，得到其拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，并在此基礎(chǔ)上對(duì)優(yōu)化結(jié)果進(jìn)行