近年來(lái),隨著航空工業(yè)的快速發(fā)展,飛機(jī)不斷大型化,結(jié)構(gòu)更為復(fù)雜,承受載荷越來(lái)越大,對(duì)飛機(jī)性能的要求也更高。為了提高經(jīng)濟(jì)性,飛機(jī)的減重問(wèn)題成為了重要研究課題。結(jié)構(gòu)輕量化設(shè)計(jì)是飛機(jī)減重的一種主要手段,國(guó)內(nèi)外專(zhuān)家學(xué)者在此方面進(jìn)行了大量研究實(shí)踐。飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)吊掛結(jié)構(gòu)是連接機(jī)身和發(fā)動(dòng)機(jī)的重要結(jié)構(gòu),承載發(fā)動(dòng)機(jī)重量,傳遞推力,隔離發(fā)動(dòng)機(jī)火區(qū),因此發(fā)動(dòng)機(jī)吊掛的強(qiáng)度、重量、可靠性和安全性對(duì)于飛機(jī)整體性能有重要影響。本文依據(jù)盒式梁式結(jié)構(gòu)吊掛創(chuàng)建初始模型,進(jìn)行拓?fù)洹叽纭螤顑杉?jí)三層輕量化設(shè)計(jì),得到符合適航性要求且性能提升的全新結(jié)構(gòu)形式,主要包括:(1)將傳統(tǒng)盒式梁式吊掛進(jìn)行設(shè)計(jì)區(qū)域填充,得到初始優(yōu)化模型,采用變密度法(SIMP)進(jìn)行兩次拓?fù)鋬?yōu)化,第一次拓?fù)鋬?yōu)化確定吊掛的主體結(jié)構(gòu)和主要拓?fù)潢P(guān)系,針對(duì)材料堆積且應(yīng)力較小區(qū)域進(jìn)行第二次拓?fù)鋬?yōu)化,進(jìn)一步去除多余材料。(2)拓?fù)鋬?yōu)化只是概念性設(shè)計(jì),需要采用尺寸優(yōu)化和形狀優(yōu)化進(jìn)行細(xì)節(jié)設(shè)計(jì),優(yōu)化整體壁厚尺寸,改善應(yīng)力集中,改變孔洞形狀,降低最大應(yīng)力值,最終得到完整的結(jié)構(gòu)優(yōu)化模型,與傳統(tǒng)盒式梁式結(jié)構(gòu)吊掛相比重量減少,力學(xué)性能提升。對(duì)優(yōu)化后的吊掛模型進(jìn)行蒙特卡羅法可靠性分析,驗(yàn)證...

【文章頁(yè)數(shù)】：76 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

圖1.1阻力支柱結(jié)構(gòu)式吊掛

圖1.1阻力支柱結(jié)構(gòu)式吊掛(2)盒式梁式結(jié)構(gòu)本文結(jié)構(gòu)優(yōu)化的參考模型為盒式梁式結(jié)構(gòu)吊掛，飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)吊掛的上梁通過(guò)上接頭與飛機(jī)機(jī)翼相連接，下安裝架的前、后安裝架分別與航空發(fā)動(dòng)機(jī)的前、后安裝架相連，剪切銷(xiāo)柱孔與機(jī)翼上的剪切銷(xiāo)相配合[23]。盒式梁內(nèi)的隔框?qū)⑺惺茌d荷均勻地分配給吊....

圖1.2盒式梁式結(jié)構(gòu)吊掛(3)超靜定結(jié)構(gòu)

圖1.1阻力支柱結(jié)構(gòu)式吊掛(2)盒式梁式結(jié)構(gòu)本文結(jié)構(gòu)優(yōu)化的參考模型為盒式梁式結(jié)構(gòu)吊掛，飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)吊掛的上梁通過(guò)上接頭與飛機(jī)機(jī)翼相連接，下安裝架的前、后安裝架分別與航空發(fā)動(dòng)機(jī)的前、后安裝架相連，剪切銷(xiāo)柱孔與機(jī)翼上的剪切銷(xiāo)相配合[23]。盒式梁內(nèi)的隔框?qū)⑺惺茌d荷均勻地分配給吊....

圖1.3超靜定結(jié)構(gòu)式吊掛

圖1.3超靜定結(jié)構(gòu)式吊掛1.5研究?jī)?nèi)容及方法本文采用有限元結(jié)構(gòu)優(yōu)化方法，針對(duì)優(yōu)化對(duì)象的結(jié)構(gòu)和功能特征，在給定的空間結(jié)構(gòu)中生成具有最優(yōu)形狀及材料分布的發(fā)動(dòng)機(jī)吊掛。對(duì)盒式梁式結(jié)構(gòu)飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)吊掛進(jìn)行設(shè)計(jì)域填充，保留緊固件位置和邊界尺寸，得到初始設(shè)計(jì)模型。指定設(shè)計(jì)區(qū)域與非設(shè)計(jì)區(qū)域，....

圖2.3Michell桁架

x為設(shè)計(jì)變量向量，ix為表征材料分布狀態(tài)的0-1二值函數(shù)，取值為0去除，取值為1時(shí)，單元保留，fx為目標(biāo)函數(shù)，*x為取得最值的設(shè)計(jì)變量，gix分別為約束函數(shù)，拓?fù)鋬?yōu)化尋求最佳結(jié)構(gòu)的過(guò)程就是數(shù)學(xué)模型不斷迭代尋找函過(guò)程。在許多最優(yōu)化問(wèn)題中，最優(yōu)點(diǎn)為多條目標(biāo)....

本文編號(hào)：4045050