复合材料机翼结构多约束优化设计

复合材料在航空领域的使用比重在逐年增长,飞机结构的轻量化设计可以通过优化复合材料铺层的厚度及结构的尺寸实现.在对某型飞机机翼结构有限元建模与分析的基础上,以质量轻量化为目标,通过控制结构的位移、应变和扭角等约束条件,结合Nastran的优化设计功能,对机翼结构蒙皮、梁、肋的复合材料铺层厚度和梁缘条的尺寸进行优化设计.结...     

基于支持向量回归机的机翼盒段结构健康监测研究

针对大型飞行器结构的健康监测问题,提出采用光纤光栅型智能结构监测方法对机翼盒段进行载荷监测.对埋置的光纤光栅传感器的光谱进行了分析,研究了光纤光栅传感器中心波长变化与载荷位置的关系.采用支持向量机研究机翼盒段载荷自诊断问题,并对支持向量机的相关调整参数进行了优化,预测结果与广义回归神经网络进行对比.结果表明,支持向量机的网络测试误差为0.23%,预测精度明显高于广义回归神经网络.实验证明该方法在训练样本较少时,仍然能有效地判定载荷位置, 系统的辨识力较高.     

薄板翻板机的驱动四杆机构优化设计

对薄板翻板机的驱动四杆机构进行了分析研究，根据约束条件要求，优化设计了驱动四杆机构的构件尺寸。     

考虑位移约束的结构布局优化方法

研究了一种同时考虑拓扑优化和尺寸优化的连续体结构优化方法。在提出的方法里,结合材料属性的有理近似模型,采用归一化处理方法将两类变量的组合优化问题转化成[0,1]区间的连续变量优化问题。基于对偶优化方法,提出了一套优化模型的求解算法。利用该方法能对拓扑设计空间进行调整,并调整尺寸变量。提出的方法具有较好的收敛性,能够获得具有较好0-1分布的拓扑结构。     

某型无人机复合材料机翼大梁准等强度设计与有限元分析

以某型无人机复合材料机翼工字型大梁准等强度设计与优化为目标,研究了复合材料工字梁基于载荷分段的设计方法与铺层优化方法。计算了机翼大梁弯矩方程,采用等步长载荷包络方法给出了准等强度大梁的载荷分布,计算了缘条和腹板的内力方程。基于复合材料层合结构设计的基本原则,采用经典层合板理论对大梁进行了初步铺层设计。以结构强度、刚度、稳定性作为约束条件,综合考虑最小重量要求,在分段包络安全载荷作用下对工字梁铺层进行了分段优化设计。建立了工字梁的有限元模型,基于有限元分析结果校核了工字梁的强度、刚度和稳定性。研究结果表明:采用等步长载荷包络方法能够方便地计算非均布弯矩作用下机翼大梁的准等强度设计载荷;基于经典层合板理论进行工字梁铺层初步设计,建立工字梁有限元模型能够有效、快速地对工字型机翼大梁在分段包络安全载荷作用下的铺层进行分段优化设计,同时完成大梁的强度、刚度与稳定性校核;大梁结构减重可达29%;铺层设计时必须考虑受压缘条和受剪切腹板的稳定性问题,否则大梁根部高应力区会出现局部屈曲。     

基于MATLAB的优化分析与计算

以应用实例说明，使用优化工具函数进行无约束优化问题和约束优化问题的分析和计算，具有良好的通用性、有效性和简便性，可以快速获得优化过程信息和结果。     

基于子模型的大型复合材料飞机结构屈曲稳定性数值分析及优化技术研究

随着计算机科学和有限元技术的发展,屈曲稳定性问题有限元数值求解技术已经比较成熟,但是在大型复杂结构工程应用中还是由于计算量大、收敛困难而受到限制,特别是在需要反复迭代计算的优化过程中,更是受到该问题的困扰.针对某大型复合材料机翼结构的考虑稳定性约束条件的优化问题,提取其典型盒段进行分析技术验证,研究计算效率和精度对于单元尺寸的要求.取误差限为1%,位移计算模型单元尺寸要求为150mm,而屈曲临界载荷系数计算模型单元尺寸要求为10mm.采用150mm的单元尺寸建立全结构模型进行位移求解,将位移计算结果应用于采用单元尺寸10mm建立的危险部位子模型进行稳定性求解,完成某复合材料机翼结构打样阶段优化设计,结构总质量较初始设计减轻24%,在满足精度要求的同时,计算效率显著提高.     

复杂箱形梁结构优化设计中应力和位移敏度分析的研究

本文分析研究了在复杂箱形梁结构优化中应力敏度和位移敏度的计算方法问题 ,推导出它们的计算公式 ,并应用于复杂箱形梁的结构优化设计 ,得到了满意的结果。     

准静态方法在大型飞机机翼盒段静力破坏分析仿真中的应用

机翼盒段结构静强度问题复杂,开展盒段承载特性研究,对机翼结构精细化设计、重量优化及降低研制成本等具有重要意义。借助显格式技术,考虑材料非线性及损伤特性,在准静态限制内对典型的机翼盒段试验件的静力加载破坏过程进行了分析仿真。分析得到的盒段应变分布及破坏强度均与试验结果吻合度较好。研究结果为评估飞机装配结构的极限强度提供了一定参考。     

基于MEEMD与相关分析的行星齿轮箱测点优化

机械传动设备行星齿轮箱极易发生故障,为了减少行星齿轮箱故障诊断中传感器的布置数量,进而降低成本.提出了一种基于改进的集成经验模态分解(MEEMD)信息熵与相关分析相结合的行星齿轮箱测点优化方法.首先,使用MEEMD算法分解5种工况的振动测试信号.其次,用分解出的各分量与原始数据之间的相关系数筛选出包含主要故障信息的IM...     

基于ANSYS数控管螺纹车床主轴箱有限元分析

采用有限元软件ANSYS计算分析了专用数控管螺纹加工车床主轴箱的应力分布、变形、固有频率及振型。分析结果表面,专用数控管子床的主轴箱结构抵抗破坏的能力较大。通过分析主轴箱的固有频率和振型,对主轴箱结构的薄弱环节提出了改进方案。     

应用遗传算法优化设计机翼复合材料蜂窝夹层结构蒙皮

为提高无人机复合材料机翼蒙皮的强度,应用遗传算法优化设计了蜂窝夹层结构蒙皮的铺层。针对复合材料结构优化变量离散化的特点,设计了应用整数编码策略的遗传算法,并根据Tsai-Wu准则提出了适应度函数,参考复合材料的铺层原则给出了约束条件。然后,通过优化设计得到了最佳的蒙皮复合材料结构铺层方案。最后,通过有限元分析及静力试验验证了复合材料蜂窝夹层结构蒙皮设计的合理性。试验结果表明:左、右机翼翼梢的最大变形分别为116.02mm和105.36mm,小于性能要求的180mm。探伤测试显示机翼复合材料结构没有出现损坏,满足机翼结构的工程指标要求。此机翼结构的无人机已成功完成了首飞试验,验证了设计结果的可信及工程可用性。     

三维机翼翼盒的结构拓扑优化设计

为有效降低机翼的重量,合理布置材料,提高材料的利用效率,以机翼翼盒结构的概念设计为研究对象,借助ANSYS有限元分析软件,以结构的最小柔度为目标函数,以体积约束为约束函数,对单载荷工况下三维机翼翼盒进行结构拓扑优化设计,找出其主传力路径,并通过与二维机翼优化结果比较证明了方法的可行性.拓扑优化结果显示其结构型式新颖,翼梁和翼肋的数目、位置和形状在结果中都有一定程度的体现,具有一定参考价值,是一种具有良好操作性的、有别于经验设计的机翼结构概念设计新方法.     

复合材料加筋壁板稳定性影响分析

分别运用特征值法和弧长法开展T字型加筋壁板稳定性及其影响因素分析.分析表明:特征值法和弧长法所得结果相近,弧长法分析结果较为安全,特征值法可作为观察模型屈曲位置及模态图的分析方法.加筋壁板屈曲载荷随筋条间距的变化呈抛物线状,较平均的筋条布置有利于加筋壁板的整体稳定性.加筋壁板屈曲载荷随凸缘宽度的变化呈抛物线状,保持筋条横截面面积不变,筋条凸缘宽为60mm时屈曲载荷达到最大值.较小的凸缘宽度会导致筋条屈曲的发生,应在实际设计中予以避免.     

基于特征的箱体零件建模方法研究与分析

阐述特征技术基本概念,提出基于特征的箱体零件信息描述方法。阐述箱体类零件形状特征及形状特征二叉树建立过程。     

基于参数化的DVG850主轴箱敏感度分析

在对零部件进行优化时,必须人为输入一些设计变量,但给定的设计变量往往是粗略估计,范围或大或小,有时甚至会造成模型的干涉使优化失败.因此在优化前进行了敏感度分析,将设计变量参数化并进行筛选,找出影响设计目标的主要设计变量,删除不合理尺寸区间,避免了错误的发生、减少了分析时间、提高了优化速度和准确性,为最终实现最优化设计提供了条件.     

基于Moldflow的塑料箱注塑成型CAE分析

详细阐述了Moldflow技术的重要作用及地位,通过应用Moldflow/MPI软件对塑料箱模具进行CAE综合分析,用仿真注塑工艺参数来模拟产品的实际生产过程,显示了Moldflow技术在模具开发过程中对于优化塑料制品设计、优化塑料模设计和优化注射工艺参数等方面所起到的显著作用。