Необходимо зарегистрироваться, чтобы получить доступ к полным текстам статей и выпусков журналов!
- Название статьи
- Спектр оптимальных толщин слоёв, шага стрингеров и схем укладки пакетов при размерно-весовом проектировании композитных панелей несущих поверхностей летательных аппаратов с ограничениями по уточнённой теории устойчивости
- Авторы
- Корольский Владислав Валентинович korolskiy.vladislav@gmail.com, инженер, Московский авиационный институт (национальный исследовательский университет), Москва, Россия
Гавва Любовь Михайловна nio1asp@mail.ru, д-р техн. наук, профессор, старший научный сотрудник, Московский авиационный институт (национальный исследовательский университет), Москва, Россия
- В разделе
- МЕТОДЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ КОНСТРУКЦИЙ
- Ключевые слова
- стрингерные панели из композиционных материалов / оптимальное проектирование / аналитические ограничения / устойчивость
- Год
- 2025 номер журнала 2 Страницы 17 - 26
- Индекс УДК
- 629.7.01: 539.3
- Код EDN
- OTHGWZ
- Код DOI
- 10.52190/2073-2562_2025_2_17
- Финансирование
- Работа подготовлена в рамках реализации Программы создания и развития научного центра мирового уровня "Сверхзвук" на 2020-2025 годы при финансовой поддержке Минобрнауки России (соглашение от 20 апреля 2022 г. № 075-15-2022-309).
- Тип статьи
- Научная статья
- Аннотация
- Обсуждается задача поиска геометрических параметров композитных панелей самолета минимальной массы, подкрепленных в продольном направлении. Толщина слоёв и размеры элементов жёсткости являются неизвестными переменными. Оптимальное проектирование конструкции основано на условии ограничения меньшей величины критической силы потери устойчивости действующей сжимающей нагрузкой. Проведен сравнительный анализ критических сил общей изгибной и многоволновой крутильной форм потери устойчивости. Задача оптимального проектирования сводится к исследованию весовой функции одной или многих переменных с использованием аналитических методов для уточненных ограничений теории потери устойчивости в сочетании с численным методом нелинейного программирования. Представлены математические соотношения для исследования потери устойчивости конструктивно-анизотропных композитных панелей. Модель связывает изгиб с плоским напряженным состоянием, что приводит к краевой задаче, которая включает в себя решение уравнения в частных производных восьмого порядка в прямоугольной области панели. Для численной реализации задач разработан программный комплекс с использованием операционной среды MATLAB: комплекс компьютерных программ для оптимального проектирования композитных стрингерных панелей самолета. Рассмотрено влияние проектных параметров на критические силы потери устойчивости изгибной и крутильной форм. Приведены результаты новой реализации оптимального габаритно-весового проекта углепластиковых стрингерных панелей. Проект с ограничениями по уточненной теории потери устойчивости конструктивно анизотропных панелей самолета из композиционных материалов реализован в рамках поиска спектра оптимальных толщин слоёв, шага стрингеров и схем укладки пакетов. Получены двухуровневые оптимальные решения.
- Полный текст статьи
- Для прочтения полного текста необходимо купить статью
- Список цитируемой литературы
-
Бадрухин Ю. И., Терехова Е. С. Выбор рационального пакета для композитных панелей крыла // Общероссийский научно-технический журнал "Полет". 2022. № 2. С. 72-76.
Грищенко С. В. Феноменологическая методика подбора рациональных параметров укладки слоев при проектировании панелей авиационных конструкций из слоистых полимерных композиционных материалов // Конструкции из композиционных материалов. 2019. № 4. С. 45-49.
Дубовиков Е. А. Многоуровневый алгоритм оценки перспективных конструктивно-силовых схем композитных авиаконструкций: Дис. ... канд. техн. наук. Жуковский. 2017. - 130 с.
Комаров В. А., Черняев А. В. Сравнительный анализ различных подходов к проектированию структур тонкостенных элементов из композиционных материалов // Вестник Самарского ГАУ. Управление, вычислительная техника и информатика. 2009. Т. 1. Вып. 17. С. 171-179.
Михайловский К. В., Барановски С. В. Методика проектирования крыла из полимерных композиционных материалов на основе параметрического моделирования. Часть 3. Выбор и обоснование оптимальных схем армирования силовых элементов // Известия высших учебных заведений. Машиностроение. 2018. № 5(698). С. 75-84.
Чедрик В. В. Практические методы оптимального проектирования конструкций из слоистых композиционных материалов // Механика композиционных материалов и конструкций. 2005. Т. 11. № 2. С. 184-198.
Черняев А. В. Применение генетических алгоритмов при проектировании авиационных конструкций из композиционных материалов // Полет. 2009. № 7. С. 50-55.
Irisarri F-X., Bassir D. H., Carrere N., Maire J-F. Multiobjective stacking sequence optimization for laminated composite structures // Composite Science and Technology. 2009. V. 69. № 7-8. Р. 983-990. DOI: 10.1016/j. compscitech.2009.01.011.
Liu X., Featherston C. A., Kennedy D. Two-level layup optimization of composite laminate using lamination parameters // Composite Structures. 2019. V. 211. Р. 337-350. DOI: 10.1016/j.compstruct. 2018. 12. 054.
Wang G. D., Wang J., Hossain S. K. M., Chen H. Research on design rules for composite laminate // Science and Engineering of Composite Materials. 2015. V. 223. Р. 315-323.
Gavva L. M. New Model and Analytical Review of Approaches to Buckling Problem Investigation of Structurally-Anisotropic Aircraft Panels Made from Composite Materials // Lecture Notes in Electrical Engineering. 2020. V. 622. Р. 163-175.
Гавва Л. М. Экспериментальные исследования устойчивости конструктивно-анизотропных панелей с применением композиционных материалов для верификации уточненных математических моделей // Конструкции из композиционных материалов. 2021. № 1. С. 10-15.
Korolskii V. V., Turbin N. V., Gavva L. M. Manipulation of optimal size-weight project parameters of composite structurally anisotropic aircraft panels with restrictions according to the refined buckling theory // Aerospace systems. 2024. AS https://doi.org/10.1007/s42401-024-00277-2.
- Купить
- 500.00 руб
