HyperSizer 软件用于优化世界最大的全复合材料飞机

      Stratolaunch 空中发射平台制造商使用科利尔公司（Collier Research）的自动计算和分析软件为复合材料铺层设计和制造排序   

   图 1 2017 年春 Straolaunch 飞机滑行出库。图片由 Straolaunch 公司提供。  

      2017 年 10 月 4 日 Stratolaunch 飞机滑行出库为地面测试做准备——这是一个近年来复合材料设计和制造的例子。前一个月，6 普惠发动机机载测试第一阶段完成。  

      世界翼展最大的飞机（展向宽度大于足球场长度）几乎全部由复合材料制造。复合材料为飞机结构提供了轻重量、高刚度和强度特性，在航天、汽车、运动器材、医疗器械以及其它领域有越来越高的需求。 

      Stratolaunch 飞机由 Stratolaunch 公司发起，具有双机身，双机身由一个单翼连接，由 6 个发动机提供动力，跑道起飞载荷达 550,000磅。在商业航线的巡航高度，Stratolaunch 空中发射平台为航天运载器提供投射载荷，并可返回再利用。有望在 2019 年进行首次发射展示。  

     科利尔公司的 HyperSizer 优化软件广泛地被制造商 Scaled Composite 用于优化飞机复合材料机身和机翼的结构。HyperSizer 是NASA 第一个打包商业化的软件，已经被广泛用于航天和其它行业的需要用复合材料和金属材料制造的项目。软件可以自动地实现设计、强度分析和铺层优化，通常可将重量降低 20-40%。  

   “为了确保在所全复合材料结构中材料使用最有效，需要在最开始阶段有效使用设计和制造优化工具”，科利尔公司总经理 Craig Collier 说。    

图 2 Stratolaunch 全复合材料飞机双机身之一的早期建造阶段和 HyperSizer 结构分析  

      对大尺寸 Stratolaunch 机翼，挠度限制是需要考虑的重要因素。双机身的机身壁板根据强度、稳定性和蜂窝夹芯结构失效模式进行铺层排序。通过使用 HyperSizer，强度组达成全集的自动失效分析，包括迅速的自由体分析，复合材料铺层设计，基于单层的复合材料失效分析，蜂窝夹芯分析方法——如起皱、芯子剪切、接触面拉伸和晶格起窝，以及将载荷导入到 Excel 文件。  

      科利尔公司看到在复合材料设计和制造方面使用成套工具的整合趋势。“通过使用 HyperSizer 软件可以洞悉结构的可生产性，以及是否有制造问题”Craig Collier 说。“它可以在早期设计阶段结合铺层制造要求，减轻后续制造过程对铺层结构强度设计结果的影响。”