دسته بندی:

مواد - Materials Engineering

---

سال انتشار:

2017

---

ترجمه فارسی عنوان مقاله:

بهینه سازی‌ ایرو-سازه‌ای چند منظوره با ماندگاری (وفاداری) بالا از یک نسبت منظری بالا به بال کامپوزیتی دو-رشته ای

---

عنوان انگلیسی مقاله:

High-fidelity Multipoint Aerostructural Optimization of a High Aspect Ratio Tow-steered CompositeWing

---

منبع:

58th AIAA/ASCE/AHS/ASC Structures, Structural Dynamics, and Materials Conference

---

نویسنده:

Timothy R. Brooks, * Joaquim R. R. A. Martins

---

چکیده انگلیسی:

Composite materials have been playing a major role in modern aircraft design due to their high stiffness and strength to weight ratio. While the advantages of composite structures over their metallic ones is significant, it is possible to improve even further on the benefits offered by traditional composites through the use of novel composite manufacturing methods. One such method is automated fiber placement, whereby each layer of the laminate is laid up with spatially steered fiber orientations, as opposed to the traditional method, where the fiber direction is fixed for each layer. While these new “tow-steered” composites can potentially provide additional aeroelastic tailoring when applied aircraft wing design, it is not clear how to fully take advantage of this new design freedom. To address this, we use high-fidelity gradient-based aerostructural optimization to assess the relative performance of tow-steered composites compared to conventional composites, as well as aluminum. The aircraft configuration used in this work is a high aspect ratio variant of the Common Research Model (CRM). When comparing the optimal conventional composite and optimal aluminum designs we find an improvement of roughly 8.7% in fuel burn and a 39% reduction in structural weight. The tow-steered designs yield an improvements of 0.4% in fuel burn and 10% in structural weight when compared to conventional composites.

---

چکیده فارسی:

مواد کامپوزیت به دلیل سختی بالا و نسبت مقاومت به وزن بالا، نقش مهمی در طراحی هواپیماهای مدرن ایفا می‌کنند. در حالی که مزایای ساختار کامپوزیت نسبت به ساختارهای فلزی آن‌ها قابل ‌توجه است، بهبود بیشتر مزایای ارایه ‌شده توسط کامپوزیت معمولی (کانونشنال) از طریق استفاده از روش‌های جدید تولید کامپوزیت امکان پذیر است. یکی از این روش‌ها قرار دادن خودکار فیبر است که به موجب آن هر لایه از لمینت با جهت گیری های فیبر هدایت فضایی قرار می‌گیرد، برخلاف روش سنتی که در آن جهت فیبر برای هر لایه ثابت است. در حالی که این کامپوزیت های دو رشته ای جدید می‌توانند به طور بالقوه در هنگام طراحی بال هواپیما به کار برده شوند، مشخص نیست که چگونه به طور کامل از این آزادی طراحی جدید استفاده کنند. برای این منظور، ما از بهینه‌سازی ساختاری مبتنی بر گرادیان وفاداری بالا برای ارزیابی عملکرد نسبی کامپوزیت دو رشته‌ای در مقایسه با کامپوزیت های معمولی و همچنین آلومینیوم استفاده می‌کنیم. پیکربندی هواپیما که در این کار مورد استفاده قرار می‌گیرد یک متغیر با نسبت ابعادی بالا از مدل تحقیقات مشترک (‏CRM)‏ است. هنگامی که بهترین کامپوزیت معمولی و طرح‌های بهینه آلومینیوم را مقایسه می‌کنیم، بهبود تقریبا ۸.۷ درصدی در سوختن سوخت و کاهش ۳۹ درصدی در وزن سازه ای را می‌یابیم. طرح‌های دو رشته ای منجر به بهبود ۴ / ۰ % در سوختن سوخت و ۱۰ % در وزن سازه ای در مقایسه با کامپوزیت های معمولی می‌شوند.

---

---

---

---

حجم فایل: 1669 کیلوبایت

---

قیمت: 43680 تومان   

---

توضیحات اضافی: نظر

---

---

---