飞机下腹部复合材料整流罩的尺寸优化-phase2
文摘
2024-12-11 08:14
重庆
在第二个设计阶段，执行尺寸优化，以微调第1 阶段：参考设计综合（自由尺寸优化）中优化的plies束的厚度。为了确保优化设计满足设计要求，在约束中加入了固有频率和Composite strains的附加性能准则。添加了正则模态分析Load Case，以计算整流罩在装配条件下的固有频率。优化设置也被修改，以考虑这些额外的性能目标等。Design variables：铺层厚度，已在第1 阶段：参考设计综合（自由尺寸优化）的尺寸输入模型中定义。Constraints：固有频率（1 ~ 5 ） > 0.02 KHz整流罩中的Composite strains< 1000 micro-strain制造约束被保留并传输到DCOMP卡。在阶段1：参考设计综合（自由尺寸优化）中定义的最小可制造铺层厚度0.1 被传输到PLY卡。它允许最佳铺层束厚度为最小铺层厚度值的倍数，并有助于计算每个纤维方向所需的总铺层数。1.点击File>Import>Solver Deck。2.对于File type ，选择OptiStruct。此时将打开Select OptiStruct文件Browser。4.选择保存到工作目录的fairing_freesize.*.fem文件。6.单击Import，然后单击Close以关闭Import选项卡。1.在Analysis页面中，单击optimization面板。制造约束自动转移到尺寸优化阶段。可以在HyperMesh的composite size面板中查看它们。1.在Optimization面板中，单击composite size。PLYPCT和BALANCE约束（来自DSIZE）被传输到DCOMP卡。PLYMAN连续线（来自DSIZE）中的可制造的铺层厚度约束0.1 被传输到PLY卡。优化将重新制定以满足主要设计要求。将删除自由尺寸阶段中使用的加权柔度和体积分数的响应。1.在Collectors工具栏上，单击 以打开Delete面板。2.将实体选择器设置为optiresponses。3.单击optiresponses并选择wcomp和volfrac。在free-sizing阶段定义的响应将被删除。基于它们定义的约束和目标函数将自动删除。a)在Model Browser中，右键单击并选择Create>Load Step Inputs。默认Load Collector显示在Entity Editor中。c)对于Config type ，从下拉列表中选择Real Eigen value extraction。a)在Model Browser中，右键单击并选择Create>Load Step。默认Load Step显示在Entity Editor中。d)将Analysis type设置为normal modes。e)对于SPC，请单击Unspecified>Loadcol。在Select Loadcol对话框中，选择spc，然后单击OK。f)对于METHOD（STRUCT），单击Unspecified>Load step inputs。在Select Load Step Inputs对话框中，选择eigrl，然后单击OK。1.在Analysis页面中，单击optimization。a)在responses= 字段中，输入volume。c)将regional selection设置为total和no regionid。a)在responses= 字段中，输入freq1。a)在response= 字段中，输入cstrain。b)将响应类型设置为composite strain。c)将实体选择器设置为plies，然后使用plies selector选择所有plies。d)将应变类型设置为maj. Principle。7.单击return返回Optimization面板。1.在Optimization面板中，单击dconstraint面板。a)在constraint= 字段中，输入freq1。c)选中lower bound旁边的框，然后输入0.02。d)使用loadsteps选择，选择norm_modes。3.重复步骤2以分别创建具有相同下限0.02 的约束freq2、freq3、freq4 和freq5。a)在constraint= 字段中，输入cstrain。c)选中upper bound旁边的框，然后输入0.001。d)使用loadsteps选择，选择gravity和pressure。5.单击return返回Optimization面板。5.单击return两次以退出Optimization面板。2.8定义shuffleling deck的输出请求在前一阶段定义的复合材料应变和应力结果的输出控制将自动进行。OUTPUT，SZTOSH （sizing to shuffling） 写入ply stacking optimization输入模型。1.在Analysis页面中，单击control cards面板。2.在Card Image对话框中，单击OUTPUT。5.在number_of_outputs字段中，输入1。6.单击return两次以返回到Analysis页面。1.在Analysis页面中，单击OptiStruct。3.在Save As对话框中，指定写入OptiStruct模型文件的位置，并在文件名中输入fairing_size。对于OptiStruct求解器模型，建议使用.fem扩展名。input file字段显示在Save As对话框中指定的文件名和位置。6.将run options切换设置为optimization。7.将内存选项切换设置为memory default。OPTIMIZATION HAS CONVERGED.FEASIBLE DESIGN (ALL CONSTRAINTS SATISFIED).如果存在错误消息，OptiStruct还会报告错误消息。可以在文本编辑器中打开fairing_size.out文件，以查找有关任何错误的详细信息。此文件将写入与.fem文件相同的目录。OptiStruct输出文件包含有关文件设置、优化问题设置、运行所需RAM和磁盘空间量的估计值、所有优化迭代的信息以及计算时间信息的特定信息。查看此文件，了解在处理fairing_size.fem文件时标记的警告和错误。包含线性static分析的HyperView二进制结果文件，依此类推。fairing_size_shuffling.*. fem 铺层堆叠优化输入模型。删除上一阶段的DESVAR和DVPREL卡，并引入裸露的DSHUFFLE卡。* 符号表示最终迭代编号。fairing_size_shuffling.*.inc1.在OptiStruct面板中，单击HyperView。2.在Results工具栏上，单击 以打开Contour面板。3.在Results Browser中，选择最后一次迭代。将显示第2 阶段尺寸优化后的单元厚度云图（最终迭代）。5.在Contour面板中，将Result type设置为Orientation Thicknesses （s）。6.将Result type设置为Ply Thicknesses （s）。在自由尺寸和尺寸优化之后，在不违反任何规定的设计约束的情况下，实现了原始设计的~65% 的重量减轻。第一阶段：参考设计综合（自由尺寸优化）中的最佳铺层形状和贴片位置，以及随后在第二阶段：设计微调（尺寸优化）中优化后的铺层束厚度已经确定，并允许我们确定所需的铺层数。在设计过程的第三阶段也是最后阶段，您将尝试确定铺层的最佳堆叠顺序的建议。
