某型飞机复合材料整流罩优化设计案例分享.pdf

节选段落一：
某型飞机复合材料整流罩优化设计
1 引言
现在航空航天工业中，减轻设计重量和缩短设计周期是 2 个突出的问题。结
构优化被证明在这 2 个方面是非常有效的工具。HyperWorks 中的 OptiStruct 在结
构优化领域受到了众多航空企业的认可并大量应用。
针对金属结构，通过两步法进行优化设计。第一步，通过拓扑优化方法得到
概念设计；第二步，用参数优化和形状优化方法对设计细节进行进一步优化。复
合材料给设计带来了很多可变因素，所以优化也更为复杂。针对纤维增强复合材
料层合板，主要应用复合材料三步法优化方法。


节选段落二：
本案例基于 OptiStruct 软件通过复合材料三步优化方法对某型飞机复合材料
整流罩进行了优化设计，最终实现了减重目标。
2 模型简介
整流罩模型如图 1 所示，长度为 3000mm，宽度为 2000mm。模型材料属性
为碳纤维复合材料，初始铺层为[0/45/-45/90]，单层厚度为 2mm，单层板材料属
性如表 1 所示。载荷工况包括 2 个：一个是 0.02MPa 内部均布压力载荷工况；
另一个是+Z 向 6.75g 过载工况。模型中有 2 个负载，分别为 2kg 和 3kg，通过
RBE3 单元施加到整流罩上，另外对模型四边施加固定约束，如图 2 所示。


节选段落三：
整流
罩的设计中需要考虑两者关键指标：一是一阶固有频率不小于 20Hz，二是结构
最大应变小于 1000με。