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航空行业复合材料尾翼设计与性能分析系统

分类:
航空航天
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  项目背景

  复合材料技术是目前飞行器四大结构材料技术之一,其所占机体比重是衡量航空器先进性能指标之一,其比强度高、比刚度高和铺层可裁剪的特点,使之在飞机结构应用中越来越广泛。复合材料技术诞生的半个多世纪以来,如何在有效地设计复合材料结构以减轻结构重量一直是飞机结构设计的创新源泉,不断提升的重量、成本、使用环境等因素加大了复合材料结构的设计难度。

  复合材料结构设计中最困难、最耗时的一个环节在于复合材料结构的铺层设计,由于缺乏有效的优化设计手段,传统上是通过手工铺层调参来进行铺层设计的,设计师需要有足够丰富的复合材料结构设计经验才能胜任这一工作,对于大型多厚度区的复合材料结构,通过手工协调各厚度区的材料连续是一项极为繁重且耗时的工作,而且这一工作往往因为减重、局部承载能力不足、工艺性不好等因素,需要进行多轮次的循环,加大了复合材料结构件的设计周期。另一方面,由于复合材料结构设计总结得较少,大量的铺层设计经验散落于各零部件的设计图纸和设计报告中,不便于管理。各型号在样机设计阶段,缺乏铺层设计的参考基础,需耗费精力重新设计/计算初始铺层。

  近年来,对飞机结构减重的要求变得尤为突出,通过增加飞机结构中复合材料结构所占比重、优化复合材料结构的铺层是当前飞机结构设计减重的主要手段之一,且当前飞机结构设计的周期越来越短,对复合材料结构铺层设计的管理需求和铺层优化设计需求显得越发地重要。

  为此,研制一套有效的复合材料铺层管理/优化的设计工具并结合Isight的开发,形成一整套的复合材料结构铺层管理-结构优化-铺层优化-零件建模的数字化设计方法,可以极大地提升某设计院的复合材料结构设计的水平,减轻设计人员的工作压力,同时可以有效地缩短各种产品的研制周期。

  系统架构

antuo

  项目效益

  1.创新性

  (1)针对复合材料设计过程中积累的知识经验,加入复杂工艺性进行稳定性优化的其它方法-进行优化设计

  (2)可视化的调参方法,提高人工调参效率

  2.通用性

  ISIGHT是固化的优化设计流程

  开发的优化系统可以针对层合板和杆的复合材料铺层稳定性进行优化设计

  3.简易性

  不需要了解ISIGHT复杂的设计方法和操作,简单操作直接应用系统进行稳定性优化

  4.实用性

  系统的工程计算算法、铺层圆整化,封装成独立的软件工具,可在工作中单独使用