Method for weight reduction in the design of statically determinate trusses for aerospace structures

Abstract

This paper explores strategies for minimizing the weight of aerospace structures through the optimization of both member sizing and the overall configuration of truss structures, as well as the selection of materials used in trusses. This article discusses how to decrease the weight of structure by optimization of member sizing and structural configuration of truss structures and material of truss aerospace. Designing aerospace structures involves numerous factors that complicate weight estimation. Given the intricate load distribution within a redundant structure and the various complex systems integrated into an aircraft, accurately forecasting weight becomes a challenging task. Although a weight engineer can calculate the weight of every component upon completion of detailed design drawings, this is not feasible in the initial phases of design, where detailed drawings may not yet exist. Hence, initial weight estimates often rely on simple statistical correlations. A notable observation is that the empty weight typically constitutes about 50% of the gross weight for most aircraft.

Досліджуються стратегії мінімізації ваги аерокосмічних конструкцій шляхом оптимізації як розмірів елементів, так і загальної конфігурації фермових конструкцій, а також вибору матеріалів, які використовуються в фермах. У цій статті обговорюється, як зменшити вагу конструкції шляхом оптимізації розмірів елемента та структурної конфігурації фермових конструкцій і матеріалів ферм аерокосмічного простору. Проектування аерокосмічних конструкцій включає численні фактори, які ускладнюють оцінку ваги. Враховуючи складний розподіл навантаження в резервній конструкції та різні складні системи, інтегровані в літак, точне прогнозування ваги стає складним завданням. Хоча інженер з ваги може розрахувати вагу кожного компонента після завершення детальних проектних креслень, це неможливо на початкових етапах проектування, де детальні креслення ще можуть не існувати. Тому початкові оцінки ваги часто спираються на прості статистичні кореляції. Примітним спостереженням є те, що вага порожнього літака зазвичай становить близько 50% ваги брутто для більшості літаків.