竞赛机翼结构的优化设计与验证

玻璃钢/复合材料 ›› 2016, Vol. 0 ›› Issue (1): 45-50.

竞赛机翼结构的优化设计与验证

李翰洋,董国华,袁国青

同济大学航空航天与力学学院,上海200092

收稿日期:2015-08-27 出版日期:2016-01-28 发布日期:2016-01-28
作者简介:李翰洋(1994-),男,主要从事复合材料方面的研究,lhy_x10a@163.com。

OPTIMIZATION DESIGN AND VERIFICATION OF COMPETITION WING STRUCTURE

LI Han-yang, DONG Guo-hua, YUAN Guo-qing

School of Aerospace Engineering and Applied Mechanics, Tongji University, Shanghai 200092, China

Received:2015-08-27 Online:2016-01-28 Published:2016-01-28

摘要/Abstract

摘要： 要使复合材料轻质高强的优势得到充分发挥,在给定设计条件下开展复合材料结构的优化设计研究是十分必要的。以SAMPE超轻复合材料竞赛机翼为研究对象,根据给定的外形及工况,基于Hyperworks软件的OptiStruct分析和优化模块,对机翼的结构形式、铺层位置、铺层方向、铺层厚度等进行了优化设计,结合实际制造时的工艺性等,确定出了一款复合材料模型机翼的优化设计方案。基于该优化设计方案开展了模型机翼的制备与试验研究工作,并根据试验结果进行了进一步的改进,最终得到了该赛事组织以来满足承载及变形要求的最轻的一个机翼。

关键词: 复合材料机翼, 优化设计, 三点弯曲, 有限元分析, Hypermesh

Abstract: In order to make full use of the advantages of high strength and light weight of the composite materials, it is necessary to design the structure under the restriction of given design conditions. This paper took the wing of SAMPE super light composite competition as research object. According to the given configuration and work condition, we used the OptiSturct solver of Hypermesh to optimize a composite wing on structure, layer position, layer orientation and layer thickness. Considering the theoretical result and the manufacturing process, a kind of optimization design plan was given. Based on this design, material preparation and experiments were carried out. Hence, we made some improvement on the wing according to the result of experiments. Finally, we got the lightest wing which can satisfy the demand of load and displacement in the history of the contest.

Key words: composite wing, optimal design, threepoint bending, FEA (finite element analysis), Hypermesh

中图分类号:

TB332

李翰洋,董国华,袁国青. 竞赛机翼结构的优化设计与验证[J]. 玻璃钢/复合材料, 2016, 0(1): 45-50.

LI Han-yang, DONG Guo-hua, YUAN Guo-qing. OPTIMIZATION DESIGN AND VERIFICATION OF COMPETITION WING STRUCTURE[J]. Fiber Reinforced Plastics/Composites, 2016, 0(1): 45-50.

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