Abstract
In the present paper, we attempt a novel optimisation strategy for damage resistant composite stiffened panels based on genetic algorithms and oriented towards the satisfaction of minimum weight criteria
In order to accomplish this task, first, minimum weight solutions for panel configurations with T and I stringers, satisfying the buckling resistance constraint are examined. Some minimum weight solutions are imposed to be buckling resistant only, that is, capable to sustain a given minimum admissible buckling load, while other solutions are imposed to be buckling and damage resistant, in other words, capable to sustain a given admissible buckling load being at the same time able to resist to a given impact energy without developing significant damage
Then a-posteriori evaluation of costs is performed for the best minimum weight solutions. Such an evaluation takes, at the same time, into account the manufacturing costs, which depend on the selected manufacturing process and on the geometrical configuration, and the maintenance costs which are related to impact events and consequent repairing actions. Finally, the influence of the impact damage and buckling resistance constraints on the stiffened composite panel’s costs is critically discussed providing useful considerations oriented to a cost effective composites design
چكيده
در مقاله حاضر، تلاش شده تا استراتژی بهینه سازی بديعي برای پانل کامپوزیتي سفت شده ي مقاوم در برابر آسیب بر اساس الگوریتم ژنتیک و در جهت رسيدن به حداقل معیار وزن انجام شود. به منظور انجام این کار، اول، راه حل هاي حداقل وزن برای پيکربندى پانل با تيرهايT و I، كه قيد مقاومت در برابر کمانش را ايجاد مي كند، مورد بررسی قرار گرفت. برخی از راه حل هاي حداقل وزن تنها براي مقاوم بودن در برابر کمانش اعمال شدند، بدين معني كه قادر به حفظ حداقل بار کمانش مجاز داده شده هستند، در حالی که راه حل های دیگر براي مقاومت در برابر کمانش و آسیب اعمال شدند، به عبارت دیگر، قادر به حفظ بار داده شده مجاز کمانش و همان زمان قادر به مقاومت در برابر انرژی ضربه بدون توسعه يافتن آسیب قابل توجهي هستند.
سپس ارزیابی استقرايي هزینه برای يافتن بهترین راه حل حداقل وزن انجام می شود. در چنین ارزیابی، همان زمان، هم هزینه های تولید، که به فرآیند تولید انتخاب شده و پیکربندی هندسی بستگی دارد، و هم هزینه های نگهداری که به حوادث ضربه اي و تعمیرات متعاقب آن مربوط مي شود، به حساب آورده مي شوند. در نهایت، تاثیر آسیب ضربه اي و قيود مقاوم کمانش در هزینه های پانل کامپوزیت سفت مورد بحث و نقد قرار گرفته است و ملاحظات مفیدي در راستاي طراحی کامپوزیت با صرفه اقتصادي ارائه مي شود.
1- مقدمه
نیازمنديهاي ایمنی برای سازه های هوافضا الزامی است. با این حال، در روش های طراحی مدرن همچنين باید کاهش وزن و هزینه به عنوان اهداف اساسی به درستی در نظر گرفته شود. به طور خاص، کاهش هزینه ها، جدا از اینکه تنها پيامد كاهش وزن (افزایش محموله) است، باید از بهینه سازی موثر هزینه های جهانی ساختاری اجزاي هوا فضا که به جنبه های تولید و نگهداری (از جمله تعمیر) مربوط است، عبور کند...
می توان با اتخاذ مواد کامپوزیت که اجازه ساخت سازه های بسیار سبک را مي دهند در مقایسه با سازه هايي كه از مواد مبتنی بر فلز کلاسیک ساخته شده اند، به کاهش وزني سازگار دست يافت[1]. علاوه بر این، با توجه به این واقعیت است که مواد کامپوزیت می توانند براي دستيابي به ویژگی های خاص متناسب شوند، صرفه جویی در وزن می تواند در اصل همراه با افزایش مداوم در مقاومت و سختی باشد. به عبارت دیگر، مقدار بالاي نسبت مقاومت به وزن و سفتی به وزن با استفاده از مواد کامپوزیت قابل حصول است...