Оптимизация с ограничениями по прочности и аэроупругости при проектировании стреловидных крыльев

• Автор: Коандэ, Илья Иванович
• Шифр специальности: 01.02.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1984
• Место защиты: Кишинев
• Количество страниц: 136 c. : ил

РАЗДЕЛ I. ОПТИМАЛЬНОЕ РАСПРЕДЕЛЕНИЕ СИЛОВОГО МАТЕРИАЛА В СТРЕЛОВИДНОМ КРЫЛЕ ПРИ ОБЕСПЕЧЕНИИ НЕСУЩЕЙ СПОСОБНОСТИ И ПРОЧНОСТИ
1.1 Стреловидное крыло минимальной массы при ог-

раничении по прочности
1.2 Минимизация массы стреловидного крыла при ог-

раничении по несущей способности
1.3 Применение метода возмущений для отыскания оптимальных распределений силового материала

в стреловидных крыльях
1.4 Оптимальное проектирование стреловидного крыла при совместных ограничениях по прочности и несущей способности
РАЗДЕЛ 2. ОПТИМИЗАЦИЯ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ЖЕСТКОСТЕЙ ПРИ
ПРОЕКТИРОВАНИИ КРЫЛЬЕВ С ПОДКОСАМИ С СКОЛЬЗЯЩИХ КРЫЛЬЕВ
2.5 Распределение силового материала в стрело-

видном крыле с подкосом
2.6 Проектирование скользящего крыла минимальной массы при ограничении на потерю несущей

способности
РАЗДЕЛ 3. МАКСИМИЗАЦИЯ ФУНДАМЕНТАЛЬНОЙ ЧАСТОТЫ
СВОБОДНЫХ ИЗГИБНЫХ И КРУТИЛЬНЫХ КОЛЕБАНИЙ БАЛОК ПРИ ПОСТОЯННОЙ МАССЕ
3.7 Об одной задаче оптимального проектирования

колеблющихся балок
3.8. Крыло с максимальной собственной частотой основного тона совместных изгибно-крутильннх колеба-

ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА
ПРИЛОЖЕНИЕ

Оптимизация конструкций является интенсивно развпваощей-.'.СЯ: ..областью механики деформированного твердого тела. Обьем работ по проектированию конструкций и, в частности, по оптимальному проектированию авиационных конструкций увеличивается с каждым годом. В то же время непрерывно возникающие новые требования, предъявляемые к конструкциям летательных аппаратов, обуславливают острую необходимость разработок и исследований в целом ряде новых областей оптимального проектирования. Стремительный рост скоростей в авиации с одновременным ростом требований к надежности и экономичности летательных аппаратов привел к качественно новым проблемам проектирования по сравнению с прежними даже десятилетней давности. Указанные обстоятельства привели при оптимальном проектировании элементов конструкций летательных аппаратов к необходимости учитывать наряду со статическими ограничениями по прочности, жесткости, несущей способности и такие факторы,как динамические и тепловые воздействия.
Повидимому одним из первых исследований в области оптимизации авиационных конструкций, выполненьтм с применением теории оптимального управления системами с распределенными параметрами была работа X. Эшли и С. Макинтоша [бз]} . В этой работе, а также в работах X. Эшли, С. Макинтоша и В. Витте 54 , 83*3 формулировались задачи минимизации массы прямых крыльев большого удлинения при ограничениях по скорости кру-

на рисунках 15 - 17 кривыми с номером I . Для сравнения, на этих же ресунках штриховыми линиями показаны распределения рассматриваемых величин, найденные в [6] в результате решения полной исходной задачи. Для всех приведенных ниже вариантов полагалось K.~lf , , (£=$-, £)^„=0.0'f, ]=(£-£)//f, Р<>^/30.
На рис. 15 изображены распределения жесткости по размаху крыла. Угол стреловидности и параметр положены равными ^5° , О,Off . Из сопоставления кривых видно, что зависимости ), £Ъ>(£') полученные в результате решения полной исходной задачи и задачи в нулевом приближении находятся в качественном соответствии. Максимальное отклонение кривых составляет примерно 7%.
Распределение прогибов и углов закрутки, полученные при решении задачи в нулевом приближении, также качественно не отличается от распределения этих же величин при решении полной исходной задачи. Сопоставление распределений прогибов показывает, что они максимально отклонены у незакрепленного конца и отклонение составляет примерно 1%. Отклонение кривых, описывающих распределения углов закрутки, также составляет около 1%.
Изменение массы крыла в зависимости от допустимого падения подьемной силы дО показано на рис. 16 . Сравнивая приведенные кривые замечаем, что они качественно совпадают, а максимальное отклонение составляет 80%.
На рис. 17 приведены зависимости функционала массы от угла стреловидности . Качественное соответствие имеет, место и для величин приведенных на этом рисунке. Максимальное отклонение кривых реализуется при 4$° и составляет примерно 9%.
Таким образом»решение задачи в нулевом приближении по-