波音787机体结构质量分数

种种情况表明了衡量飞机是否先进的重要标志之一就是机体结构中先进复合材料的多少，特别是在机翼等主结构中的使用。先进复合材料正在成为民用飞机主要的结构材料。 

这些年的研究结果和使用说明：复合材料具的性能优异，在疲劳和恶劣环境下也不会使其剩余强度降低，这使得复合材料具有更大的潜力和发展空间。而复合材料的发展也一直在原有的基础上进行优化。技术也越来越成熟。

1.2 复合材料机翼的优化

肋骨的翼板提供支持，他们的配置可能会影响到全球屈曲面板。同时，纵梁提高扣通过增加弯曲刚度抵抗面板。然而，如果它们没有适当地布置，在皮肤上局部弯曲机翼前可能发生面板达到其全球屈曲临界载荷。因此，肋的距离和纵梁间隔应调整以构建一个优化的匹配关系。一般，屈曲载荷被用作限制，但是，不稳定模式可能会改变根据布局，以及坡度信息可能变得无效。以往的研究该问题的连续性可能是通过分析在不同失稳模式保证单独的数学模型，其中每个模型是用于单个故障模式。通过计量由接近程度的结构效率不同的临界载荷，失稳的约束可能是自动满足时，最大效率获得。无量纲故障系数用来代表的临界负荷之间的比一个特定的故障模式和当前负载施加到结构。

机翼板被转换成相当于正交异性板指模拟他们的机械特性受到全球刚度参数。静态强度和全球性扣能使用这些等效模型进行预测。加筋翼板是由横向瓜分肋，因此肋的布局可确定通过优化每个面板的长度，这主要是影响全球扣阻力。由于刚度系数的全球屈曲临界载荷各向异性板可以通过能量的方考虑各向异性和纵梁的影响支持，复合材料蒙皮局部失稳太复杂，无法准确地分析了纯粹根据经验公式，因此替代模型提出来表示的关系结构参数和法局部屈曲载荷。两电平优化策略中示出故障系数要求在调整系统的水平，而该结构在优化水平子系统，实现最大效率而根据指定的约束。在子系统水平，一个参数化建模程序被用来根据当前的布局提供的静态分析，这可能每个翼板上提取的面内载荷。然后，这些相当于板进行了优化，以增加他们的效率。在这个过程中，布局的参数是转换成连续的刚度和全球这些面板的尺寸。自的预测失败系数基于分析方法，面板优化不依赖有限元（FE）模型，它不可能是一个昂贵的运行。

最后，最优化的结果变换回布局参数来调整元件的位置。肋距离由每个翼的长度来确定面板。根据目前的结果，如果位置外肋超出翼展，这肋骨会淘汰。相反，如果最后外肋不能到达翼尖，一个新的肋应该被添加到结构体。这一调整使负载重新分配作用于翼盒，因此一个新的循环需要更新面板载荷下一次迭代，直到收敛标准是满足的。当子系统优化完成后，在规模结构的变形与比较目标上限。如果违反约束，结构需要的刚度增加。通常，刚度下更加严格达到较高水平强度要求，所以这种改进可以通过更新静态强度来实现受侵犯的百分比，失败系数，将被用作新的约束条件子系统。例如，如果翼尖偏转限制为1米，而实际的偏转为1.2m，则的限制是由20％的侵犯。因此，目前的故障系数由1.2下乘以迭代。如果下一个循环过冲的要求的话，目标系数由该缩放再次更新量，直到在偏转约束是终于满意。两电平系统编码成嵌套循环模式。由于有限元模型仅用于静态分析一次，在每一个循环，翼板优化主要是基于近似数学模型，整个过程不会消耗大量的计算资源。