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改进NASA“牵牛星”登月车设计:应用优化技术进行结构减重并实现设计目标

2015/2/13    来源:Altair        
关键字:Optistruct  结构减重  牵牛星  登月车  
文章介绍了利用OptiStruct进行拓扑优化,同时进行尺寸和形状优化,达到最优的结构设计

登月车

登月车

项目介绍

    Altair结构优化工具Optistruct为“牵牛星”登月车设计提供必要的概念设计思路,成功完成结构减重设计并达到预期设计目标。

    位于美国犹他州克利尔菲尔德的ATK航空航天公司是全球领先的飞行器设计制造公司。目前,该公司业务集中在复合材料结构的设计与制造。ATK为全球航空航天和国防企业提供飞行器设计和制造服务。

挑战

    将ATK复合材料结构设计和加工经验融入“牵牛星”登月车的着陆模块设计中,使其满足以下要求:

    ●评估复合材料应用合理性

    ●优化结构形状

    ●满足设计要求

    ●减重

 

解决方案

拓扑架构优化

拓扑架构优化

优化流程

优化流程

 各向同性梁单元模型尺寸优化

各向同性梁单元模型尺寸优化

包含复合材料壳单元模型的尺寸和形状优化

包含复合材料壳单元模型的尺寸和形状优化

结论

    重量没有显著改变的情况下满足所有设计要求(原始设计没有满足所有的计要求):

    ●屈曲>屈曲容许值

    ●第一阶固有频率>频率容许值

    ●应变<应变容许值

    ●应力<应力容许值

    满足所有设计要求的情况下,优化后的复合材料结构设计方案实现了66%的结构减重。

    优势

    ●最大程度简化研发流程

    ●优化技术缩短设计评估时间达40%以上

责任编辑:程玥
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