可轧制约束下VRB薄壁结构的厚度分布优化方法研究

连续变厚度轧制工艺(variable-thickness rolled blanks,VRB)是一种先进的轻量化制造工艺,其制作而成的VRB薄壁结构具有质量轻、吸能效果好等优点。本文中以单帽型薄壁梁的横向冲击过程为研究对象,建立了VRB单帽型薄壁梁的高精度有限元模型,基于粒子群算法(particle swarm optimizer,PSO)的思想提出一种求解可轧制约束的VRB薄壁结构最优厚度分布问题的综合学习粒子群算法(comprehensive learning particle swarm optimizer,CLPSO)。该算法可求解可轧制约束和性能约束下包含大规模设计变量的VRB薄壁梁结构的最优厚度分布问题。为验证CLPSO算法的有效性,分别开展了有/无制造约束下的VRB薄壁结构的最优厚度优化设计。优化结果表明,有制造约束的CLPSO算法相比无制造约束的CLPSO算法更容易得到可用于生产制造的设计结果,且在满足性能约束与VRB可轧制约束条件下,VRB单帽型薄壁结构的质量相比等厚度结构减轻了21.7%。

民用飞机复合材料翼盒蒙皮结构设计

随着复合材料在民用飞机领域大面积使用,蒙皮这种大尺寸零件更适合采用复合材料来替代常规金属材料。民用飞机机翼、平尾和垂尾的盒段中都具有大尺寸蒙皮结构,复合材料蒙皮结构作为翼盒段当中的关键零件,如何合理设计复合材料蒙皮尤为重要。以蒙皮过渡区丢层设计为研究对象,对蒙皮过渡区位置及过渡比例的选择进行了阐述,对比分析了两种不同过渡区设计方案的优缺点,同时提出了基于强度计算结果的蒙皮厚度分布优化方法。