Формування силових елементів конструкції планеру літака методом топологічної оптимізації

Автор(и)

  • Олег Володимирович Душеба Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського», Ukraine https://orcid.org/0000-0002-0033-2414
  • Віталій Вікторович Сухов Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського», Ukraine

DOI:

https://doi.org/10.20535/2219-3804182018121984

Ключові слова:

топологічна оптимізація, пілон двигуна, стійкість, кінцево-елементне моделювання, КЕМ

Анотація

Застосування топологічної оптимізації (ТО) для проектування авіаційних конструкцій вимагає використання спеціальних підходів або методів, які являють собою певні компроміси.

В даній статті на прикладі конструкції пілону двигуна був розглянутий метод топологічної оптимізації при виборі конструктивно-силової схеми конструкції.

Встановлено, що традиційні підходи до топологічної оптимізації не ведуть до мінімізації маси конструкції через рознесення силових та стабілізуючих функцій по різним елементам. Запропоновано, з урахуванням можливостей програмних пакетів Creo Parametric та Altair Hyperworks, покласти силові та стабілізуючі функції на одні й ті самі елементи.

Це  дозволило отримати конструктивно-силову схему пілона двигуна літака Boeing 747-400 масою приблизно на 30% меншою від традиційної.

Біографії авторів

Олег Володимирович Душеба, Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського»

Магістрант Національного технічного університету України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського»

Віталій Вікторович Сухов, Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського»

Професор кафедри приладів та систем керування літальними апаратами

Посилання

1. Bendsøe, M.,P., (1995), Optimization of structural topology, shape and material, Springer, p. 271, Berlin

2. Bendsøe, M.,P., (1999),Variable-topology optimization: status and challenges, European conference on Computational Mechanics, p.160, Munchen.

3. Sigmund, O., and Maute, K., (2013), Topology optimization approaches. A comparative review. Structural and Multidisciplinary Optimization, pp. 1031-1055.

4. Large scale topological optimisation: aircraft engine pylon case, (2015), [Electronic resource]. - Access mode:https://www.slideshare.net/altairhtcus/large-scale-topological-optimisation-aircraft-engine-pylon-case , Altair.

5. Airbus A 380 engine pylon model, (2004), [Electronic resource]. - Access mode: http://www.comptoir-aviation.com/english/2008/02/airbus-a-380-en.html

6. Lars, Krog, Alastair, Tucker, Martin, Kemp and Richard, Boyd, (2004), Topology Optimization of Aircraft Wing Box Ribs, The Altair Technology Conference, Altair Engineering Ltd.

7. Krog, L., Grihon, S. and Marasco, A. (2009), Smart design of structures through topology optimization, 8th World Congress on Structural and Multidisciplinary Optimization, June 1 - 5, Lisbon, Portugal.

8. Lars, Krog, Alastair, Tucker and Gerrit Rollema, (2011), Application of Topology, Sizing and Shape Optimization Methods to Optimal Design of Aircraft Components, Advanced Numerical Simulations Department, Airbus UK Ltd, copyright Altair Engineering, Inc., Bristol.

9. PW4000-94 Engine, Electronic resource]. - Access mode: www.pw.utc.com/PW400094_Engine

10. Yutong, Z.,. EJing, L, Mingxing, Z.and Zhongzhou, J. (2016), A multi-objective memetic algorithm based on decomposition for big optimization problems Springer-Verlag Berlin Heidelberg,

[Electronic resource]. - Access mode: https://link.springer.com/article/10.1007%2Fs12293-015-0175-9.

##submission.downloads##

Опубліковано

2018-03-15

Номер

№ 18 (2018)

Розділ

Механіка

Ліцензія

Авторське право (c) 2019 Інформаційні системи, механіка та керування

Creative Commons License

Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.

Автори, які публікуються у цьому журналі, погоджуються з наступними умовами:
1. Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons Attribution License, котра дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у цьому журналі.
2. Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у цьому журналі.
3. Політика журналу дозволяє і заохочує розміщення авторами в мережі Інтернет (наприклад, у сховищах установ або на особистих веб-сайтах) рукопису роботи, як до подання цього рукопису до редакції, так і під час його редакційного опрацювання, оскільки це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії та позитивно позначається на оперативності та динаміці цитування опублікованої роботи (див. The Effect of Open Access).