民机机翼结构自动有限元建模与布局优化

"该资源是一篇2013年的学术论文，主要研究的是基于自动有限元建模的民用飞机机翼结构布局优化技术。作者通过使用Patran的PCL语言，自动化地构建和分析了机翼结构的有限元模型，并将其应用于布局优化，以降低机翼结构的质量。在实际应用中，他们参照大型民用飞机的机翼尺寸，以静强度、刚度和蒙皮稳定性为约束条件，进行了优化设计，结果显示结构质量降低了10.1%。关键词包括机翼结构、有限元、自动建模和布局优化。" 这篇论文详细探讨了如何利用自动化的方法来优化民用飞机机翼的结构布局。首先，它关注的是双梁式机翼结构，这种结构在民用飞机中非常常见。机翼的结构主要由纵向构件（长桁）和横向构件（翼肋）组成，论文以这些构件的数量作为参数，创建了机翼的计算机辅助设计（CAD）模型。 接着，研究团队利用Patran的PCL语言，这是一种专用于有限元分析的编程语言。通过PCL，他们实现了从整体模型的分割到局部模型的编号，再到局部网格控制和整体有限元模型生成的全过程自动化。这种方法使得机翼结构能够根据纵向和横向构件数量的变化快速调整其有限元模型，以便进行结构分析。 论文的核心是将这个自动化建模和分析的过程集成到机翼结构的布局优化中。布局优化的目标是找到最佳的长桁和翼肋数量组合，以最小化机翼结构的质量，同时保证机翼的静强度、刚度和蒙皮稳定性满足安全要求。这是一项重要的工程任务，因为减轻机翼重量可以显著提高飞机的燃油效率和载重能力。 为了验证方法的有效性，研究人员参考了一种大型民用飞机的机翼尺寸，进行了具体的优化计算。经过优化，机翼结构的质量减少了10.1%，这证明了所提出的布局优化方法不仅可行，而且效果显著。 这篇论文为飞机结构设计提供了一种创新的自动化工具，有助于提升设计效率和优化性能。对于航空工程领域的专业人士，尤其是那些从事飞机结构设计和分析的工程师来说，这项工作提供了宝贵的理论和实践指导。