[實用新型]一種翼梁拓撲優化板筋梁

有效

• 申請號: 200820013663.7
• 申請日: 2008-06-26
• 公開（公告）號: CN201249874Y
• 公開（公告）日: 2009-06-03
• 發明（設計）人: 鄧揚晨;孫聰
• 申請（專利權）人: 中國航空工業第一集團公司沈陽飛機設計研究所
• 主分類號: B64C3/18
• 分類號: B64C3/18
• 代理公司: 沈陽晨創科技專利代理有限責任公司
• 代理人: 張致仁

技術領域

本實用新型涉及機械領域，特別提供一種翼梁拓撲優化板筋梁。

背景技術

板筋結構在現代飛機上有著廣泛的應用，無論是機身的主承力加強框，還是翼面的大梁或者加強翼肋，均是比較典型的板筋結構。傳統的板筋框結構重量重，剛度小，應力水平高，疲勞壽命低。

本實用新型提供一種雙孔拓撲優化板筋框，采用基于敏度閾值的拓撲優化方法來確定結構的主傳力路徑，并將筋條布置在所求出的主傳力路徑上；然后，以板和桿單元來模擬板筋結構，并建立相應的有限元分析模型；最后，以板的厚度和筋條的剖面積為設計變量，進行滿應力設計來獲得最終的優化方案，多種算例的數值仿真結果顯示：運用本文方法與傳統的基于工程經驗的方法相比，在結構等剛度的條件下，前者的設計方案能夠減輕結構重量達到5％～20％。

實用新型內容

本實用新型的目的是克服現有技術的不足之處，特別提供一種翼梁拓撲優化板筋梁。

本實用新型提供了一種翼梁拓撲優化板筋梁，其特征在于：包含有板筋梁架1、筋條2、筋條3；其中板筋梁架1為四邊形結構，底邊水平，左邊與水平成35～50度角，上邊與水平成0～10度角，右邊垂直；筋條2一端與板筋梁架1左邊、上邊交接處連接，并成40～50度角與底邊連接；筋條3一端與板筋梁架1的上邊、右邊的交接處連接，另一端與筋條2、底邊的交接處連接。

首先將的彎剪組合加載的雙孔加強框，按照拓撲優化流程進行迭代得出對應的筋條材料最合理分布，具體過程為基于拓撲優化的有限元建模->結構分析(ANSYS)->基于敏度閾值的優化準則->主傳力路經；之后確定筋條位置。常規梁、桁架梁、優化梁性能對比如下：

表1?三種結構形式的梁的結構響應對比

?

名稱最大位移/mm最大桿應力/Kg/mm²最大板應力/Kg/mm²結構FEM重量/Kg常規梁0.83649.3966.7320.836桁架梁0.83454.25/0.862優化梁0.83015.15.10.681

本實用新型的優點：在結構等剛度的條件下，本設計方案能夠減輕結構重量達到5％～20％。

附圖說明

圖1為翼梁拓撲優化板筋梁；

圖2為常規的板筋梁；

圖3為桁架梁示意圖。

具體實施方式

實施例1

本實施例一種翼梁拓撲優化板筋梁，包含有板筋梁架1、筋條2、筋條3；其中板筋梁架1為四邊形結構，底邊水平，左邊與水平成35～50度角，上邊與水平成0～10度角，右邊垂直；筋條2一端與板筋梁架1左邊、上邊交接處連接，并成40～50度角與底邊連接；筋條3一端與板筋梁架1的上邊、右邊的交接處連接，另一端與筋條2、底邊的交接處連接。