Patent DE-202017007539-U1 (DE)
Title: System zum optimalen Layout von Dehnungssensoren an einem Flugzeugflügel
IPC: G06F30/23
Filed: 2017-11-24
Abstract: System zum optimalen Layout von Dehnungssensoren an einem Flugzeugflügel, das eine optimale Layouteinheit für Dehnungssensoren basierend auf virtuellen Tests umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass die optimale Layouteinheit für Dehnungssensoren basierend auf virtuellen Tests konfiguriert ist für:
 eine Delta-Funktion zur Darstellung des Vorhandenseins von Dehnungssensoren wird angewendet;
 Angriffspunkte der aufgebrachten Aufpralllast werden angegeben und die Analyse zum Einschwingverhalten wird durchgeführt;
 ein genetischer Optimierungsalgorithmus wird angewendet, um das optimale Layout der Dehnungssensoren zu erhalten, indem die Minimierung der Gesamtzahl der Sensoren und die Maximierung der 2-Norm der Gesamtdehnung als Reaktion auf den Aufprall als Optimierungsziel genommen wird;
 die Angriffspunkte der aufgebrachten Aufpralllast werden zufällig verschoben, um mindestens die beiden vorherigen Schritte zu wiederholen,
 wobei:
 eine Flügelhaut wird in mehrere Elemente unterteilt, die Eigenschaft von Materialien und Elementen wird festgelegt, und ein Flügelholm, ein Stringer und eine Rippe werden in Holmelemente umgewandelt;
 eine Flügelwurzel wird fest abgestützt und 1 Einheit Aufpralllast wird für 0- 0,002 Sekunden am Knoten des Flügelelements aufgebracht, die Analyse zum Einschwingverhalten wird auf der Grundlage einer modalen Überlagerung durchgeführt, wobei 81 Ergebnisse entsprechend den Anforderungen durch Zeitinkrement Δt = 0,0001 Sekunden ausgegeben werden, die maximale Dehnung Si jedes Flügelelements als Reaktion auf den Aufprall zu einem bestimmten Zeitpunkt wird aus den Ergebnissen extrahiert, wobei i = 1-n, n die Anzahl der Elemente ist;
 der genetische Optimierungsalgorithmus wird angewendet, indem jedes Flügelelement auf einen Sensor beschränkt wird, um das optimale Layout der Dehnungssensoren zu erhalten, indem die Minimierung der Gesamtzahl der Sensoren und die Maximierung der 2-Norm der Gesamtdehnung als Reaktion auf den Aufprall als Optimierungsziel genommen wird; daher gibt es insgesamt num Sensoren;
       num   =       ∑     i   =   0     n         X   i               es definiert, dass die Delta-Funktion das Vorhandensein von Sensoren darstellt, d. h.
         X   i     =     {             1,                           Benutzen               0,                           Benutzen nicht                  i   =   1,2,   …   ,   n         es definiert 2-Norm der vom Sensor gemessene Gesamtdehnung (Dehnungsenergie oder Beschleunigung usw.):
             ‖   S   ‖       2     =         (         ∑     i   =   1     n             |       X   i       S   i       |       2           )           1   2               wobei, n ist die Anzahl der Einheiten;
 es definiert die Entwurfsvariable: die Einheitsaufpralllast am Knoten des Flügelhautelements wird verschoben, die Seriennummer des Arbeitspunkts der Einheitsaufpralllast wird als Entwurfsvariable verwendet, die eine ganzzahlige Variable mit einem Inkrementschritt gleich 1 ist;
 es definiert das Optimierungsziel: die Minimierung der Gesamtzahl der Sensoren und die Maximierung der 2-Norm ||S|| 2  der Gesamtdehnung sind zwei Optimierungsziele;
 ein genetischer Algorithmus wird verwendet, um die Anzahl und Position der Dehnungssensoren zu optimieren.