客机机翼重量估算的自适应遗传算法研究

研究了大型客机机翼重量估算问题,由于飞行性能与飞机重量相关,精确估计重量可以保证飞行性能.针对传统的线性回归统计方法对机翼结构重量估算精度不高,采用新建立大型客机机翼重量估算模型,并将遗传算法应用于该机翼重量估算模型的参数优化.为了提高遗传算法的收敛速度和克服早熟等间题,提出了一种自适应遗传算法.自适应遗传算法改进了交叉与变异遗传算子,并引人精英保留策略,在进化过程中采用自适应交叉概率和变异概率.仿真结果表明,相比标准遗传算法,自适应遗传算法收敛速度快,优化精度高,且避免了局部收敛等问题,同时能够获得全局最优的大型客机机翼重量估计.仿真结果表明:重量估计为设计提供了可靠依据.     

PDE造型方法在复杂曲面设计中的应用

研究了偏微分方程曲面造型方法在飞机外形设计中的应用.该飞机模型的机翼具有边条,因而给曲面造型带来一定的困难.本文应用周期PDE曲面片,构造出了机身与机翼之间G1光滑拼接的过渡面.同时,用PDE方法构造出机身与前小翼及尾翼间的过渡面.实践表明,PDE方法在光滑拼接过渡面的设计中简便实用.     

基于CATIA二次开发的飞机外形参数化设计

解决如何实现飞机外形参数化设计这个问题有二个要点,第一飞机外形的参数化描述,第二根据这些参数通过何种编程方式自动生成飞机三维外形图.以一个简化的飞机外形为例,在研究了飞机外形的参数化描述基础上,应用VC 环境下CATIA二次开发的自动化技术,实现了飞机外形参数化设计.实例表明,所提出的方法能快速地自动生成飞机三维外形,可以实现飞机外形参数化设计.     

基于隐式参数化的白车身建模方法

针对利用传统方法进行新车型概念设计时,需要在大量待选方案的基础上分别建立CAD模型和CAE模型,耗费大量人力和时间的问题,介绍车身隐式参数化建模的基本构成元素和高级构成元素、多层面建模技术和映射连接技术,以及基于隐式参数化的车身建模思路;对某车型前部白车身进行隐式参数化建模;对参数化模型与原有限元模型进行碰撞仿真分析和对比,结果表明用隐式参数化建模方法进行车型概念开发可行,能实现早期开发中车辆结构性能的快速评估.     

机翼气动结构耦合数值分析方法

针对机翼的静气动弹性问题,为准确预测其气动特性,研究一种实用有效的气动结构耦合仿真方法.以客机机翼设计为例,通过机翼的静气动弹性问题分析和机翼的气动结构耦合分析流程的分解,建立参数化、自动化、模块化的气动结构耦合仿真分析平台.该平台的流程包括基于全速势方程的气动分析、基于MSC Nastran的结构仿真、应用MATLAB的载荷到结构模型的传递、结构变形向气动外形的映射等环节.算例表明该方法能较好地解决机翼的静气动弹性分析问题.     

曲面机身剖面参数设计与隐身性能优化

研究飞机的战斗力和生存力问题,为了降低机身侧向雷达散射截面(RCS),对机身剖面参数进行设计和优化.将典型曲面机身分段进行剖面参数化造型,并建立曲面机身模型,利用多层快速多极子方法计算机身RCS,研究了机身上下表面最小法线斜率角和尖劈角对机身侧向RCS的影响.通过对不同剖面参数机身的计算,采用径向基函数建模方法建立机身侧向RCS对机身剖面参数的响应面,根据序列二次子规划方法对机身模型剖面参数进行优化.优化后的机身模型侧向RCS分别较优化前椭圆机身尺寸降低了,验证了剖面参数优化和RCS减缩的有效性.     

一种基于智能材料的可收放变后掠翼飞行器设计

本文通过对高超声速客机和变体飞行器的研究,设计了一种采用智能材料驱动的可收放机翼的超声速飞行器。该设计主要针对机翼构型,采用展向可调的智能材料驱动机翼翼梁沿展向伸缩,并结合机翼柔性蒙皮材料进行调节。本论文对该新型超音速客机平台的总体设计参数进行了估算,分析了包括飞机外形、机翼设计、变体飞行器技术等关键技术设计方案,并对该飞行平台的一般任务过程进行了描述。通过研究我们认为,该机翼构型在概念上具有创新,通过展向可调机构来改变机翼后掠角,解决了低速起降和超音速巡航这一设计矛盾,为下一代超音速飞行器发展提供一个有参考价值的思路。     

现代CAD/CAM系统中的几个技术问题

CAD／CAM系统已发展到第三代系统，也称为现代CAD／CAM系统。现代CAD／CAM系统在其核心技术──建模技术方面有了很大的发展，基于特征的、参数化、变量化建模技术已得到了应用，有些技术仍在研究发展中。本文就现代CAD／CAM系统中大家所关心的几个技术问题:几何建模与基于特征的建模之间的区别；变量化建模与参数化建模之间的区别；全部约束建模与部分约束建模之间的差别；用显式技术与隐式技术设计的系统之间的区别；真正的参数化设计系统与几何模型生成后再将参数和尺寸加入模型中的设计系统之间的区别；用基于特征的建模系统…     

旋翼桨叶参数化建模及代理模型研究

大多数旋翼结构动力学优化不具备桨叶参数化建模的能力.要想实现真实工程桨叶的优化设计,需要一个从桨叶参数化建模到载荷计算的反复迭代自动化流程,而其桨叶参数化建模和剖面特性特性分析模块在优化过程中非常耗时.为解决以上难题,首先提出一种典型C型梁结构的复合材料桨叶剖面建模方法,并基于Catia知识工程模块,实现桨叶气动外形和内部组件的参数化建模.然后引入拉丁超立方试验设计和多项式响应面代理模型,建立桨叶结构参数和剖面特性的映射关系.通过对模型桨叶和“海豚”直升机桨叶剖面建模,剖面特性误差分析不超过5％,有良好的计算精度,满足工程设计要求.对某复合材料桨叶建立代理模型,用标准方差、平均误差和确定系数来评估精度,表明建立的近似模型对剖面特性具有较好的预测性.     

基于有限元分析和结构优化的飞机垂尾质量估算

为在总体设计阶段较准确地估算飞机的质量,以垂尾为研究对象,提出基于有限元分析和结构优化的垂尾质量估算方法.该方法的主要步骤为:用CATIA实现垂尾的参数化定义并生成CAD模型;用AVL软件进行气动载荷分析;用PCL编写程序将CAD模型导入MSC Patran中,并应用其结构优化功能计算得到垂尾质量.在iSight中实现...