Analysis and optimization of composite stringers

Abstract

The use of the stiffened panels in the aircraft/aeronautical industry has been growing in the last decades. On the other hand, the exponential growth in the use of composite materials in the last years has had a strong 2/2 influence in these structural components and in the industry in general. In consequence, with this new material unknown characteristics appear, for example new failure mechanisms, producing high complexity when simulation, analysis and testing are performed. For this reason, thanks to the increment in the power of the computers, the use of virtual tests with finite element method has become crucial in the simulation of the components with high structural responsibility. In the same way, the general spread of computational resources has made possible the use of optimization methods in the design process of stiffened panels. Optimization methods are able to find the best design according to some criteria, by modifying different parameters

L'ús de panells rigiditzats a la indústria aeronàutica i aeroespacial ha anat creixent les darreres dècades. Per altra banda, el creixement exponencial de l'ús dels materials compòsits en els últims anys també ha tingut una forta incidència en aquests components estructurals i en la indústria en general. Aquest nous materials fan aparèixer comportaments desconeguts fins al moment, com per exemple l'aparició de nous mecanismes de fallada. Aquests fets provoquen que el càlcul, anàlisi i assaig d'estructures de material compòsit sigui complex. Per aquest motiu, sumat a l'augment de potència de càlcul dels ordinadors, l'assaig virtual amb el mètode dels elements finits ha anat agafant una importància cabdal en el càlcul de components d'alta responsabilitat estructural. De la mateixa manera, l'intent de millorar els panells rigiditzats ha portat a utilitzar mètodes d'optimització. Modificant diferents paràmetres es busca dissenyar panells rigiditzats per realitzar una tasca desitjada de manera òptima