Конструкторско-технологическое проектирование деталей из слоистого тканевого композита
Автор: Павлов А.А.
Журнал: Онтология проектирования @ontology-of-designing
Рубрика: Методы и технологии принятия решений
Статья в выпуске: 3 (45) т.12, 2022 года.
Бесплатный доступ
Рассматриваются особенности решения задачи проектирования деталей сложной формы из слоистых тканевых композитов в триаде «материал-технология-конструкция». На основе разработанных моделей проектная задача формулируется в терминах нелинейного математического программирования. Новым является подход к выбору основных проектных переменных путём разбиения цифровой модели изделия на конструктивно-технологические группы, которые обеспечивают быстрый и наглядный поиск рациональной структуры и распределения материала в конструкции с использованием генетического алгоритма оптимизации. Предлагаемый подход является развитием методики «точного проектирования» и обеспечивает технологическую осуществимость композитных конструкций слоистой структуры и их высокую весовую отдачу с минимальными доработками на завершающих стадиях проектирования. Применение методики показано на примере решения задачи проектирования композиционного кронштейна навески интерцептора пассажирского самолёта. Сравнение спроектированного кронштейна из слоистого тканевого композита с металлическим аналогом показало значительное снижение массы кронштейна.
Проектирование, конструкция, слоистый тканевый композит, углепластик, цифровая модель, конструктивно-технологическая группа, оптимизация, генетический алгоритм
Короткий адрес: https://sciup.org/170195766
IDR: 170195766 | DOI: 10.18287/2223-9537-2022-12-3-393-404
Список литературы Конструкторско-технологическое проектирование деталей из слоистого тканевого композита
- Каблов Е.Н. России нужны материалы нового поколения. Редкие земли. 2014. №3. С.8-13.
- Дежина И., Пономарев А. Перспективные производственные технологии: новые акценты в развитии промышленности. Форсайт. М.: ВШЭ, 2014. Т.8, №2. С. 16-29.
- Мэттьюз Ф., Роллингс Р. Мир материалов и технологий. Композиционные материалы. Механика и технология. М.: Техносфера, 2004. 408 с.
- Smurov M. Y., Gubenko A. V., Ksenofontova T. Y., Staroselets V. G. Comparative Analysis of Innovative Materials. International Journal of Applied Engineering Research. 2017. Vol.12. Issue 3. P.394-401.
- Савин С.П. Применение современных полимерных композиционных материалов в конструкции планера самолетов семейства МС-21. Известия Самарского научного центра Российской академии наук. 2012. Т.14, №4(2). С.686-693.
- Комаров В.А. Проектирование силовых аддитивных конструкций: теоретические основы. Онтология проектирования. 2017. Т.7, №2(24). С.191-206. DOI: 10.18287/2223-9537-2017-7-2-191-206.
- Vasiliev V. V., Morozov E. V. Advanced mechanics of composite materials and structural elements. Kidlington, Oxford: Elsevier, 2013. 818 p.
- Ендогур А.И. Проектирование авиационных конструкций. Проектирование конструкций деталей и узлов. М.: Изд-во МАИ, 2013. 556 с.
- Комаров В.А. Точное проектирование. Онтология проектирования. 2012. №3. С.8-23.
- Carello M., Amirth N., Airale A.G., Monti M., Romeo A. Building Block Approach' for Structural Analysis of Thermoplastic Composite Components for Automotive Applications. Applied Composite Materials. 2017. Vol.24 P.1309-1320.
- Комаров В.А., Кишов Е.А., Чарквиани Р.В. Топологическая оптимизация в проектировании высоконагруженных узлов авиационных конструкций. Общероссийский научно-технический журнал «Полёт». 2018, №8. С.16-23.
- Komarov V.A., Kishov E.A., Kurkin E.I. Aircraft Composite Spoiler Fitting Design Using the Variable Density Model. Procedia Computer Science. 2015. Vol. 65. P.99-106.
- Викарио А., Толанд Р. Критерии прочности и анализ разрушения конструкций из композиционных материалов. Сборник «Композиционные материалы». М.: Машиностроение. 1978 Т.8. С.62-107.
- Башаров Е.А., Ерков А.П. Метод расчёта многослойного пакета из полимерного композиционного материала с учётом выбора критерия прочности. Общероссийский научно-технический журнал «Полёт». 2018. Т.6. С.39-53.
- Голованов Н.Н. Геометрическое моделирование. М.: Издательство Физико-математической литературы, 2002. 472 с.
- Комаров В.А., Кишов Е.А., Лайкова О.Г., Павлов А.А. Цифровое проектирование терморазмеро-стабильных конструкций из слоистого углепластика. Вестник Самарского университета. Аэрокосмическая техника, технологии и машиностроение. 2021. Т.20, №2. С.63-70.
- Халиулин В.И., Батраков В.В. Анализ применения инновационных методов для производства интегральных конструкций из композитов. Известия высших учебных заведений. Авиационная техника. 2016. №3. С. 129-133.
- Батаев А.А., Батаев В.А. Композиционные материалы: строение, получение, применение. Новосибирск: Изд-во НГТУ, 2002. 384 с.
- Комаров В.А., Павлов А.А., Павлова С.А. Экспериментально-аналитическое определение упругих характеристик слоистого тканевого композита. Вестник Самарского университета. Аэрокосмическая техника, технологии и машиностроение. 2022. Т.21, №2. С.65-79.
- Grebenisan G., Salem N. The multi-objective genetic algorithm optimization of a superplastic forming process using ANSYS. MATEC Web of Conferences, 2017. 35 p.
