Исследования синтеза бионических тонкостенных конструкций типа отсека фюзеляжа самолета
| Авторы: Железнов Л.П., Лапердина Н.А. | Опубликовано: 21.03.2023 |
| Опубликовано в выпуске: #4(757)/2023 | |
| Раздел: Авиационная и ракетно-космическая техника | Рубрика: Прочность и тепловые режимы летательных аппаратов | |
| Ключевые слова: топологическая оптимизация, бионические конструкции, устойчивость отсека фюзеляжа, напряженно-деформированное состояние, коэффициент запаса прочности, летательные аппараты |
С помощью метода топологической оптимизации выполнен синтез бионических структур отсека перспективного самолета малой авиации, изготовленного из алюминиевого сплава. Топологическая оптимизация проведена на основе метода ESO-SIMP с использованием средств программного обеспечения ANSYS Workbench. Исследовано влияние конструктивных параметров, в частности толщины оболочки, на прочностные и весовые характеристики бионических структур отсека после топологической оптимизации при действии внешних нагрузок.
Литература
[1] Saleem W., Lu H., Yuqing F. Topology optimization — problem formulation and pragmatic outcomes by integration of TOSCA and CAE tools. Proc. WCECS, 2008, pp. 1–6.
[2] Blattman W.R. Generating CAD parametric features based on topology optimization results. MS thesis. Brigham Young University, 2008. 84 p.
[3] Vincent J.F.V. Adaptive structures — some biological paradigms. In: Adaptive structures. Engineering applications. Wiley, 2007, pp. 261–283, doi: https://doi.org/10.1002/9780470512067.ch10
[4] Kobayashi M.H. On a biologically inspired topology optimization method. Commun. Nonlinear Sci. Numer. Simul., 2010, vol. 15, no. 3, pp. 787–802, doi: https://doi.org/10.1016/j.cnsns.2009.04.014
[5] Bendsoe M.P., Sigmund O. Topology optimization. Theory, methods and applications. Springer, 2004. 370 p.
[6] Osher S., Fedkiw R. Level set methods and dynamic implicit surfaces. Springer, 2003. 273 p.
[7] Wang S.Y., Lim K.M., Khoo B.C. et al. An extended level set method for shape and topology optimization. J. Comput. Phys., 2007, vol. 221, no. 1, pp. 395–421, doi: https://doi.org/10.1016/j.jcp.2006.06.029
[8] Liu Z., Korvink J.G., Huang R. Structural topology optimization: fully coupled level set method via FEMLAB. Struct. Multidisc. Optim., 2005, vol. 29, no. 6, pp. 407–417, doi: https://doi.org/10.1007/s00158-004-0503-z
[9] Huang X., Xie Y.M. Evolutionary topology optimization of continuum structures. Wiley, 2010. 240 p.
[10] Apte A.P., Wang B.P. 3D topology optimization using hyper radial basis function network. AIAA Paper, 2009, no. AIAA2009-2210, doi: https://doi.org/10.2514/1.28723
[11] Bayley D.J., Hartfield R.J.Jr., Burkhalter J.E. et al. Design optimization of a space launch vehicle using a genetic algorithm. J. Spacecr. Rockets, 2008, vol. 45, no. 4, pp. 733–74, doi: https://doi.org/10.2514/1.35318
[12] Курейчик В.М. Квантовые и генетические алгоритмы — новая технология эволюционного поиска. Вестник ЮНЦ РАН, 2005, т. 1, № 2, с. 41–50.
[13] Jiao H., Zhou Q., Fan S. et al. A new hybrid topology optimization method coupling ESO and SIMP method. In: Proceedings of China Modern Logistics Engineering. Springer, 2014, pp. 373–384, doi: https://doi.org/10.1007/978-3-662-44674-4_35
