Optimización de Flutter de Placas de Carbono/Epoxi Basada en un Algoritmo Rápido de Árbol
Autores: Dinulovi, Mirko; Bengin, Aleksandar; Krsti, Branimir; Dodi, Marjan; Vorkapi, Milo
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2024
Acceso abierto
Artículo científico
2024
Optimización de Flutter de Placas de Carbono/Epoxi Basada en un Algoritmo Rápido de Árbol
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Aeroespacial
Palabras clave
Estudio
Optimización
Configuraciones de laminados de carbono/epoxi
Velocidad de flutter
Algoritmo de regresión de árbol rápido
Análisis modal FEM
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 29
Citaciones: Sin citaciones
Este estudio se centra en la optimización de configuraciones de laminados de carbono/epoxi para maximizar la velocidad de flutter de estructuras compuestas utilizando un algoritmo de Regresión de Árbol Rápido. Inicialmente, se creó un conjunto de datos semilla, utilizando el método de elementos finitos (FEM) para el análisis modal de apilamientos comunes utilizados en aletas compuestas y componentes de UAV. El análisis FEM, basado en el algoritmo de Lanczos para extraer frecuencias modales en flexión y torsión, fue verificado a través de un análisis modal experimental utilizando un sistema compuesto AS-4/3501-6. Se desarrolló un software personalizado para interactuar con el software modal de FEA, lo que permitió la generación y aumento de escenarios de conjuntos de datos de laminados. El conjunto de datos semilla se amplió hasta que el coeficiente de determinación (R) alcanzó al menos 0.95. Se evaluaron varios algoritmos de regresión, incluidos Regresión de Bosque Rápido, Regresión de Árbol Rápido, Regresión Sdca y Regresión Poisson Lbfgs. Se seleccionó el algoritmo de Regresión de Árbol Rápido para un análisis más detallado debido a su rendimiento superior. Este algoritmo se aplicó a un espacio de diseño de casi 2000 candidatos de laminados potenciales, centrándose en apilamientos simétricos para evitar acoplamientos indeseables entre flexión y torsión en superficies de control de UAV y misiles. Los apilamientos optimizados finales exhiben los valores más altos de la función Delta (la diferencia al cuadrado de las frecuencias modales en torsión y flexión), indicando las velocidades de flutter más altas esperadas. Los resultados demuestran la eficacia de los materiales compuestos a medida para lograr objetivos específicos de rendimiento aerodinámico.
Descripción
Este estudio se centra en la optimización de configuraciones de laminados de carbono/epoxi para maximizar la velocidad de flutter de estructuras compuestas utilizando un algoritmo de Regresión de Árbol Rápido. Inicialmente, se creó un conjunto de datos semilla, utilizando el método de elementos finitos (FEM) para el análisis modal de apilamientos comunes utilizados en aletas compuestas y componentes de UAV. El análisis FEM, basado en el algoritmo de Lanczos para extraer frecuencias modales en flexión y torsión, fue verificado a través de un análisis modal experimental utilizando un sistema compuesto AS-4/3501-6. Se desarrolló un software personalizado para interactuar con el software modal de FEA, lo que permitió la generación y aumento de escenarios de conjuntos de datos de laminados. El conjunto de datos semilla se amplió hasta que el coeficiente de determinación (R) alcanzó al menos 0.95. Se evaluaron varios algoritmos de regresión, incluidos Regresión de Bosque Rápido, Regresión de Árbol Rápido, Regresión Sdca y Regresión Poisson Lbfgs. Se seleccionó el algoritmo de Regresión de Árbol Rápido para un análisis más detallado debido a su rendimiento superior. Este algoritmo se aplicó a un espacio de diseño de casi 2000 candidatos de laminados potenciales, centrándose en apilamientos simétricos para evitar acoplamientos indeseables entre flexión y torsión en superficies de control de UAV y misiles. Los apilamientos optimizados finales exhiben los valores más altos de la función Delta (la diferencia al cuadrado de las frecuencias modales en torsión y flexión), indicando las velocidades de flutter más altas esperadas. Los resultados demuestran la eficacia de los materiales compuestos a medida para lograr objetivos específicos de rendimiento aerodinámico.