民机中央翼桁架肋结构布置优化设计

作     者：李明 樊维超 孙乾 杨东锦 居相文 方亚宁 吴举 LI Ming;FAN Weichao;SUN Qian;YANG Dongjin;JU Xiangwen;FANG Yaning;WU Ju

作者机构：上海飞机制造有限公司复合材料中心上海201324 

出 版 物：《复合材料科学与工程》 (Composites Science and Engineering)

年 卷 期：2024年第8期

页      面：75-83页

学科分类：08[工学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 080502[工学-材料学] 

基　　金：上海市科委启明星计划基金项目(20QB1402000) 

主　　题：中央翼 桁架肋结构 连杆结构 结构布置 优化设计 复合材料 

摘      要：在民用飞机中央翼的轻量化设计过程中,可以采用桁架肋代替传统的腹板肋,但目前中央翼桁架肋结构的研究缺乏定量分析,如何合理地布置桁架肋内部的连杆结构已经成为重要的工程问题。为获得最优结构效率的桁架肋构型,本文提出了十种相同直径的桁架肋连杆结构布置构型,运用HyperSizer建立优化模型,以结构质量最小为优化目标,以桁架肋连杆数量与连杆连接方式为设计变量,通过不同构型方案的内力分布和结构效率对比研究获得桁架肋的影响规律。结果表明:当桁架肋连杆数量低于九根时,桁架肋重量与壁板重量趋近于收敛,减重可达16.1%;当桁架肋与前梁腹板采用连接方案时,桁架肋可分担前梁腹板所承受的载荷,降低了前梁重量,并提高了中央翼的整体结构效率。