Построение модели зашитого шпангоута.

Для анализа строим простейшую модель в виде цилиндра заданного радиуса R = 2300 и длины L=4600 мм.

Проводится анализ модели, в результате которого выявляются зоны шпангоута с наибольшей концентрацией напряжений, распределение толщин материала, потоки главных усилий, а также разброс значений этих величин.

Проводится оптимизация модели численными методами с помощью пакета программ NASTRAN. После этого фиксируются значения силового фактора и объема материала, которые будут использоваться в качестве критериев сравнения других вариантов конструкции шпангоута с теоретически оптимальной конструкцией.

Проводится статический анализ, в результате которого получается картина распределения напряжений, которая представлена на рисунке 6.

Рисунок 6 – Распределение эквивалентных напряжений до оптимизации.

Полученные напряжения нельзя назвать приемлемыми. Для уменьшения напряжений делается оптимизация конструкции по условиям прочности.

После оптимизации напряжения выравниваются, картина их распределения меняется, а также изменилось и распределение материала в конструкции. Это можно видеть на рисунке 7.

Рисунок 7 – Распределение толщин материала.

Видно, что в тех местах, где до оптимизации были большие напряжения, толщина шпангоута увеличилась, что привело к уменьшению напряжения.

Также было получено распределение потоков главных усилий (рисунок 8).

Рисунок 8 – Распределение вектора главных напряжений.

Зависимость изменения силового фактора шпангоута от количества итераций представлена на рисунке 9.

Рисунок 9 – Зависимость изменения силового фактора шпангоута от количества итераций.