基于损伤容限设计思想的飞机整体翼梁优化设计

《基于损伤容限设计思想的飞机整体翼梁优化设计》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、机械缛度2OO9，31(4)：620-624基于损伤容限设计思想的飞机整体翼梁优化设计OIyI1，

2、[UMDESIGNBASEDONDMAGEToLERANCEFoRDGRATEDVG．BEAMSTRUCTURE．蔡玲黄其青殷之平谢伟(西北工业大学航空学院，西安710072)CAILingHUANGQiQingYINZhiPingXIEWei(SchoolofAeronautics，NorthwesternPolytechnicalUniversity，an710072，China)摘要用有限元方法

3、分析飞机整体翼梁结构的应力强度因子，用Walker公式计算裂纹扩展寿命。以结构裂纹扩展寿命最大为优化目标，以筋条的位置为优化变量，采用遗传算法对整体翼梁进行基于损伤容限设计思想的优化设计。通过具体算例，给出不同筋条截面积约束条件下筋条优化位置和整体翼梁最优寿命，为整体翼梁的结构设计提供参考和指导。关键词整体翼梁损伤容限裂纹扩展寿命优化设计遗传算法中图分类号V215．6q33115AbstractThestressintensityfactorsforcracksinintegratedairplan

4、ewing-beams~cturewereinvestigatedusiIfiniteelementmethodandcrock-growthlivescalculatedusingWalkerformula．Geneticalgorithmwasusedtooptimizeintegratedwing-beamstructurebytakingmaximlmcrack-growthlifeasoptimizationobjectandlocationofribasdesignvariable．By

5、thisapproach，diferentoptimumlocationsofribsandInax~ulncrack-growthlivesofintegratedwing-beamstructureswereobtainedunderthediferentrestrictedareasofribsforengineeringex~nples，whichCanprovidereferenceandguidanceforthedesignofintegratedwing-beamairplanest

6、ructure．KeywordsIntegratedwing-beamstructure；Damagetolerance；Crack-growthlife；opmdesign；Geneticalgorithm，，lgauthor：CAI幻，E-mail：huyaoting@mail．nwpu．edu．ca，Fax：+86—29—88494609Manuscriptreceived20070713，inrevisedform20071119．1引言体翼梁的结构设计提供参考和指导。2计算方法近年来损伤容

7、限设计思想广泛运用于飞机结构设计中，同时整体结构在航空中具有广阔发展前景，而国1)利用ANSYS有限元软件，对飞机整体翼梁结构内外对整体结构的损伤容限特性研究比较少。文献进行应力强度因子分析，根据整体翼梁的结构特点，以[1．3]分别对整体桁条壁板和整体翼梁的断裂特性计及受拉、剪、弯组合的加载情况，单元选取八节点壳元，算分析研究；文献[4]研究变厚度壁板的裂纹尖端应裂尖附近选用八节点退化奇异壳元，采用直接位移法力强度因子、剩余强度、裂纹扩展寿命，提出变厚度壁计算应力强度因子，即通过有限元方法计算出裂纹

8、面板损伤容限设计原则。上法向位移后，根据应力强度因子与法向位移之间的目前基于损伤容限设计思想的结构优化设计很关系计算应力强度因子。运用最大拉应力理论_7确定少，R．Jones_5等人提出一种基于损伤容限形状优化设裂纹扩展角A0，得到一条裂纹扩展轨迹，沿着裂纹轨计的方法，主要对孔进行基于应力强度因子或剩余强迹计算得到不同裂纹长度下的应力强度因子，并绘制度的优化设计。基于损伤容限设计思想的整体结构的成一条n—曲线。结构优化设计目前国内外文献中尚未见到。△：2arcta(1)本文在飞机整体翼梁截面积不变的

9、前提下，以结斗AⅡ构裂纹扩展寿命最大为优化目标，采用遗传算法[6对本文采用ANSYS中APDL语言编程完成不同结构飞机整体翼梁进行优化。分别给出多种不同筋条截面尺寸、不同裂纹长度的应力强度因子循环计算，以得到积下的不同筋条优化位置和整体翼梁最优寿命，为整不同结构参数下的一系列口一K曲线。20070713收到初稿，20071119收到修改稿。蔡玲，女，1983年12月生，江苏盐城人，汉族。西北工业大学硕士研究生，研究方向为结构、疲劳、断裂与可靠性分析。第31卷第4期蔡玲