【摘 要】
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加筋板结构作为机翼结构的重要组成部分,其失效形式复杂多样,而其中常见的稳定性失效又可以分为加筋板总体屈曲、蒙皮局部屈曲、筋条局部屈曲以及各种屈曲的耦合。为了在满足
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加筋板结构作为机翼结构的重要组成部分,其失效形式复杂多样,而其中常见的稳定性失效又可以分为加筋板总体屈曲、蒙皮局部屈曲、筋条局部屈曲以及各种屈曲的耦合。为了在满足加筋板结构稳定性要求的前提下,减轻结构重量,就必须对结构中的筋条形式、筋条布局以及筋条和蒙皮的相关参数作出合理的选择和优化。目前,较为常规的薄壁加筋方法是在强度设计后得出等效蒙皮的情况下,通过选取合理的加筋比和厚度比对薄壁进行加筋。该方法中对加筋比和厚度比的选取具有一定的随意性,对稳定性计算公式中的筋条支持系数也不能做出准确的评估。本文提出一种简单高效的薄壁加筋设计流程,可以在多组加筋比和厚度比不同的设计结果中,寻找出最优的加筋比和厚度比,并且在设计过程中及时修正筋条支持系数。对于常规薄壁加筋方法中,筋条布局形式单一,不同筋条尺寸参数不能相互独立的问题,本文提出一种拓扑优化指导薄壁加筋的方法,该方法对将原薄壁加厚的基板进行稳定性约束下的拓扑优化,以拓扑优化结果中的材料分布来指导薄壁加筋,达到筋条布局优化的目的,后期再对筋条布局完成后的加筋板结构进行二级尺寸优化,提高结构效率。通过有限元验证表明,跟常规薄壁加筋方法相比,拓扑优化指导加筋能有效降低结构重量,提高结构效率。
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