МЕТОДИКА ОПТИМИЗАЦИИ ФОРМЫ КРОНШТЕЙНА С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ CAD/CAM/CAE СИСТЕМ

О.В. Абашев
(Московский Государственный авиационный институт)

Предложена методика оптимизации формы кронштейна навески рулевой поверхности (элерона). Используется CAD/CAM/CAE системы Unigraphics фирмы Electronic Data System Corp. и семейства программ GFEM. Методика дает возможность проводить оптимизацию формы элементов конструкции с помощью этих программных комплексов.

Unigraphics относится к системам высокого уровня и позволяет проектировать элементы конструкций любой сложности. Эта система позволяет моделировать объекты и проводить их прочностностной анализ- Конструирование основывается на принципе твердотельного моделирования. Исследование прочности осуществляется с помощью метода конечных элементов.

Методика основана на итерационном процессе оптимизации формы конструкции:

- формируется геометрическая модель;

- проводится ее анализ;

- рассчитывается напряженно-деформированное состояние модели при приложении нагрузки;

- проводится анализ напряженно-деформированного состояния;

- осуществляется возврат к геометрической модели и так далее.

Такой подход очень удобно реализуется на системе Unigraphics. В качестве критериев оптимизации выбирался условие равнопрочное™ конструкции и минимум массы.

По данной методике проведена оптимизация трех вариантов геометрической формы кронштейна на графической станции RISC System 6000 и ПК Pentium Pro. Первый вариант - кронштейн с непрерывной конструкцией; второй - с отверстием облегчения; третий - удалена часть материала основания, отверстие облегчения увеличено и изменена его форма. Наиболее напряженными местами конструкции являются радиусы перехода от пояса кронштейна к его основанию.

Предлагаемая методика позволила найти оптимальную геометрическую форму кронштейна навески рулевой поверхности. Оптимизация формы конструкции кронштейна сводится к стремлению ее к ферменно-балочной конструкции.

Предлагаемая методика оптимизации формы элементов конструкции позволяет инженеру в короткий срок найти оптимальную геометрическую форму и напряженно-деформированное состояние конструкции с использованием CAD/CAM/CAE систем.