Finite element sensitivity analysis of wing structural response

U radu je provedena analize osjetljivosti odziva konstrukcije krila metodom konačnih elemenata (u daljnjem tekstu MKE), s ciljem utvrđivanja mogućnosti primjene pri projektiranju. Analiza osjetljivosti provedena je na postojećem MKE modelu krila generičkog transportnog zrakoplova koristeći računalni alat FEMAP/NX Nastran. Izrađena su dva modela za aproksimaciju (linearna i recipročna aproksimacija) odziva na temelju rezultata dobivenih analizom osjetljivosti. Tijekom pripreme odnosno istraživanja za ovaj rad analiza osjetljivosti provedena je na pojednostavljenom modelu krila, a dobiveni rezultati su obrađeni u programskom paketu Excel. U okviru ovog rada, zbog velike količine podataka koje je trebalo obraditi, kreiran je program za učitavanje i manipulaciju podacima. To je omogućilo jednostavnije i brže snalaženje među podacima te tako olakšalo usporedbu odziva dobivenih aproksimacijama i MKE analizom odnosno analizu točnosti aproksimacija. Usporedba je provedena za različite vrste odziva na nekoliko karakterističnih pozicija modela krila. Na kraju rada predložen je i način na koji bi se mogle prezentirati informacije dobivene analizom osjetljivosti projektantu u fazi dimenzioniranja konstrukcijskih elemenata. Time bi projektant imao bolji uvid u to koju komponentu (projektnu varijablu) bi imalo smisla mijenjati ukoliko se želi utjecati na neki odziv, primjerice smanjiti određeni pomak ili ukupnu masu konstrukcije, a da se pri tom uštedi kako vrijeme tako i računski resursi.Finite element sensitivity analysis of wing structural response was conducted in this thesis in order to investigate its potential use in structural design. Analyses were carried out using already existing FE model of the generic transport aircraft wing in FEMAP/NX Nastran. Two response approximation models were made (direct and reciprocal approximation) based on the results from the performed sensitivity analysis. Sensitiviy analysis for the initial work and investigations performed for this thesis was done on simplified wing model, and all the results were analysed in Excel. Scope and number of performed analyses and their results within the thesis itself required creating a program for data reading and manipulation. This algorithm enabled faster and easier data analysis and comparison between responses given by aproximation models and those by FE analysis. In the end of this thesis a potential way of using the information given by sensitivity analysis in the phase of structural elements sizing is proposed. This approach would result with a designer having greater understanding on which parameter has the biggest impact on certain responses and how he could achieve a certain boost or reduction in a structural response, saving both time and computational resources