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Gradient based structural optimization of a stringer stiffened composite wing box with variable stringer orientation

Dähne, Sascha und Hühne, Christian (2017) Gradient based structural optimization of a stringer stiffened composite wing box with variable stringer orientation. WCSMO 12, 2017-05-05 - 2017-05-09, Braunschweig, Deutschland.

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Kurzfassung

The structural optimization plays a key role in multidisciplinary optimization. The proof of structural integrity is a prerequisite for the performance assessment of a wing design. In addition, the modification of the structural design allows changing the bend-twist coupling properties in a beneficial way for overall cruise performance. Due to the high number of design variables affecting the mass and stiffness of a wing box, a gradient based process is established. It meets the needs of fast convergence and enables the coupling with aerodynamic analyses that provide gradients as well. A well suited parametrization of the design variables is necessary, especially for composite materials. Therefore, lamination parameters are used, which are proven to be suitable for gradient based optimization. In order to consider stiffening structures (i.e. stringer on the wing cover), a smeared stiffener approach is used. With this approach, it is not necessary to model the stringer explicitly in the Finite Elementmodel. The influence of different stringer shapes and their orientation can be evaluated with the method suggested in this paper. In order to reduce calculation time, the numerical model is evaluated using analytic formulations for global and local stability as well as strength. The two approaches, smearing the stiffeners or explicitly modeling stiffeners, are validated by comparison of global deformations. The optimization process is applied to a representative wing box loaded with an eccentric load. The influence of different stringer orientations on the structural deformation is examined in conjunction with the optimization of lamination parameters.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/112676/
Dokumentart:Konferenzbeitrag (Vortrag)
Titel:Gradient based structural optimization of a stringer stiffened composite wing box with variable stringer orientation
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Dähne, Saschasascha.daehne (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0003-3497-3225NICHT SPEZIFIZIERT
Hühne, Christianchristian.huehne (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-2218-1223NICHT SPEZIFIZIERT
Datum:5 Juni 2017
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Nein
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Nein
In ISI Web of Science:Nein
Status:veröffentlicht
Stichwörter:stringer, optimization, lamination parameter
Veranstaltungstitel:WCSMO 12
Veranstaltungsort:Braunschweig, Deutschland
Veranstaltungsart:internationale Konferenz
Veranstaltungsbeginn:5 Mai 2017
Veranstaltungsende:9 Mai 2017
HGF - Forschungsbereich:Luftfahrt, Raumfahrt und Verkehr
HGF - Programm:Luftfahrt
HGF - Programmthema:Flugzeuge
DLR - Schwerpunkt:Luftfahrt
DLR - Forschungsgebiet:L AR - Aircraft Research
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):L - Simulation und Validierung (alt), L - Strukturen und Werkstoffe (alt), L - VicToria (alt)
Standort: Braunschweig
Institute & Einrichtungen:Institut für Faserverbundleichtbau und Adaptronik > Funktionsleichtbau
Hinterlegt von: Dähne, Sascha
Hinterlegt am:29 Jun 2017 13:37
Letzte Änderung:24 Apr 2024 20:17

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