專利名稱：一種雙孔拓?fù)鋬?yōu)化板筋框的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及機(jī)械領(lǐng)域，特別提供一種雙孔拓?fù)鋬?yōu)化板筋框。
背景技術(shù)：
板筋結(jié)構(gòu)在現(xiàn)代飛機(jī)上有著廣泛的應(yīng)用，無論是機(jī)身的主承力加強(qiáng)框， 還是翼面的大梁或者加強(qiáng)翼肋，均是比較典型的板筋結(jié)構(gòu)。傳統(tǒng)的板筋框 結(jié)構(gòu)重量重，剛度小，應(yīng)力水平高，疲勞壽命低。
本實(shí)用新型提供一種雙孔拓?fù)鋬?yōu)化板筋框，采用基于敏度閾值的拓?fù)?優(yōu)化方法來確定結(jié)構(gòu)的主傳力路徑，并將筋條布置在所求出的主傳力路徑 上；然后，以板和桿單元來模擬板筋結(jié)構(gòu)，并建立相應(yīng)的有限元分析模型； 最后，以板的厚度和筋條的剖面積為設(shè)計變量，進(jìn)行滿應(yīng)力設(shè)計來獲得最 終的優(yōu)化方案，多種算例的數(shù)值仿真結(jié)果顯示運(yùn)用本文方法與傳統(tǒng)的基 于工程經(jīng)驗(yàn)的方法相比，在結(jié)構(gòu)等剛度的條件下，前者的設(shè)計方案能夠減 輕結(jié)構(gòu)重量達(dá)到5%~20%。
實(shí)用新型內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足之處，特別提供一種雙孔拓 撲優(yōu)化板筋框。
本實(shí)用新型提供了一種雙孔拓?fù)鋬?yōu)化板筋框，其特征在于雙孔拓?fù)?優(yōu)化板筋框?yàn)樽笥覍ΨQ結(jié)構(gòu)；左部包含有包含有緣條及腹板K筋條2、筋 條3、筋條4、筋條5;緣條及腹板1前端為三角形，后端為長方形結(jié)構(gòu)；其中筋條2分別與緣條及腹板1的兩個角連接，筋條2為圓弧形，其中一 圓與緣條及腹板1前端兩邊內(nèi)切，且與筋條2相切；筋條4位于緣條及腹 板1后端長方形結(jié)構(gòu)中央， 一端與緣條及腹板1連接，另一端與筋條2連 接；筋條3位于緣條及腹板1后端長方形上端1/4~1/3之間的位置，且一端 與緣條及腹板1連接，另一端與筋條2連接；筋條5位于緣條及腹板1后 端長方形下端1/4~1/3之間的位置，且一端與緣條及腹板1連接，另一端與 筋條2連接。
所述雙孔拓?fù)鋬?yōu)化板筋框，緣條及腹板1為上下對稱結(jié)構(gòu)，且筋條位 置也為上下對稱。
首先將的彎剪組合加載的雙孔加強(qiáng)框，按照拓?fù)鋬?yōu)化流程進(jìn)行迭代得 出對應(yīng)的筋條材料最合理分布，具體過程為基于拓?fù)鋬?yōu)化的有限元建模-> 結(jié)構(gòu)分析(ANSYS)->基于敏度閾值的優(yōu)化準(zhǔn)則->主傳力路經(jīng)；之后確定
筋條位置。常規(guī)框與優(yōu)化框的性能對比見表l:
表1兩種結(jié)構(gòu)形式的雙孔板筋框的結(jié)構(gòu)響應(yīng)對比
名稱最大位移 /mm最大桿應(yīng)力 /Kg/腿2最大板應(yīng)力 /Kg/mm2結(jié)構(gòu)FE重量/Kg
常規(guī)框0.36793.30783.44091.6763
優(yōu)化框0.36682.60151.86331.3卯6
本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)在結(jié)構(gòu)等剛度的條件下，本設(shè)計方案能夠減輕結(jié) 構(gòu)重量達(dá)到5%~20%。

圖1為雙孔拓?fù)鋬?yōu)化板筋框；
圖2為雙孔常規(guī)板筋框。
具體實(shí)施方式

實(shí)施例1
本實(shí)施例提供了一種雙孔拓?fù)鋬?yōu)化板筋框，為左右對稱結(jié)構(gòu)；左部包 含有包含有緣條及腹板l、筋條2、筋條3、筋條4、筋條5;緣條及腹板l 前端為三角形，后端為長方形結(jié)構(gòu)；其中筋條2分別與緣條及腹板1的兩 個角連接，筋條2為圓弧形，其中一圓與緣條及腹板1前端兩邊內(nèi)切，且 與筋條2相切；筋條4位于緣條及腹板1后端長方形結(jié)構(gòu)中央， 一端與緣 條及腹板1連接，另一端與筋條2連接；筋條2位于緣條及腹板1后端長 方形上端1/4-1/3之間的位置，且一端與緣條及腹板1連接，另一端與筋條 2連接；筋條5位于緣條及腹板l后端長方形下端1/4-1/3之間的位置，且 一端與緣條及腹板1連接，另一端與筋條2連接。
本實(shí)施例所述雙孔拓?fù)鋬?yōu)化板筋框，緣條及腹板1為上下對稱結(jié)構(gòu)， 且筋條位置也為上下對稱。
權(quán)利要求1、一種雙孔拓?fù)鋬?yōu)化板筋框，其特征在于雙孔拓?fù)鋬?yōu)化板筋框?yàn)樽笥覍ΨQ結(jié)構(gòu)；左部包含有緣條及腹板(1)、筋條(2)、筋條(3)、筋條(4)、筋條(5)；緣條及腹板(1)前端為三角形，后端為長方形結(jié)構(gòu)；其中筋條(2)分別與緣條及腹板(1)的兩個角連接，筋條(2)為圓弧形，其中一圓與緣條及腹板(1)前端兩邊內(nèi)切，且與筋條(2)相切；筋條(4)位于緣條及腹板(1)后端長方形結(jié)構(gòu)中央，一端與緣條及腹板(1)連接，另一端與筋條(2)連接；筋條(3)位于緣條及腹板(1)后端長方形上端1/4～1/3之間的位置，且一端與緣條及腹板(1)連接，另一端與筋條(2)連接；筋條(5)位于緣條及腹板(1)后端長方形下端1/4～1/3之間的位置，且一端與緣條及腹板(1)連接，另一端與筋條(2)連接。
2、 按照權(quán)利要求所述雙孔拓?fù)鋬?yōu)化板筋框，其特征在于緣條及腹板 (1)為上下對稱結(jié)構(gòu)，且筋條位置也為上下對稱。
專利摘要一種雙孔拓?fù)鋬?yōu)化板筋框，為左右對稱結(jié)構(gòu)；左部包含有包含有緣條及腹板1、筋條2、筋條3、筋條4、筋條5；緣條及腹板1前端為三角形，后端為長方形結(jié)構(gòu)；筋條2分別與緣條及腹板1的兩個角連接，筋條2為圓弧形，一圓與緣條及腹板1前端兩邊內(nèi)切，且與筋條2相切；筋條4位于緣條及腹板1后端長方形結(jié)構(gòu)中央，一端與緣條及腹板1連接，另一端與筋條2連接；筋條3位于緣條及腹板1后端長方形上端1/4～1/3之間的位置，且一端與緣條及腹板1連接，另一端與筋條2連接；筋條5位于緣條及腹板1后端長方形下端1/4～1/3之間的位置，且一端與緣條及腹板1連接，另一端與筋條2連接。本實(shí)用新型可以應(yīng)用于理工科大學(xué)的力學(xué)教學(xué)實(shí)驗(yàn)。
文檔編號B64C1/00GK201254289SQ20082001352
公開日2009年6月10日 申請日期2008年6月18日 優(yōu)先權(quán)日2008年6月18日
發(fā)明者聰 孫, 鄧揚(yáng)晨 申請人:中國航空工業(yè)第一集團(tuán)公司沈陽飛機(jī)設(shè)計研究所