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.     

客机机身剖面外形的优化设计

机身剖面外形设计是客机总体设计的一个重要方面。在分析机身剖面类型和设计流程的基础上,研究了客机机身剖面的参数化设计方法。根据客舱段的主要控制参数,利用优化方法对机身剖面外形参数进行优化设计,开发了快速生成最优客舱剖面外形的计算程序,为客舱设计提供了一个工具,应用这一设计工具进行客舱剖面外形设计,可以有效缩短设计时间。     

飞机结构与内部装载布置的CAD模型的快速生成

飞机结构布置与内部装载布置是飞机总体设计的重要环节,设计周期较长,而采用CATIA的二次开发技术可使飞机CAD模型快速生成从而有效解决该问题,缩短设计周期.以一个飞翼布局的无人飞机为例阐述了该方法.该方法有3个关键点:(1)飞机结构布置与内部装载布置的参数化描述;(2)结构件模板的设计;(3)内部装载干涉检查和位置调整算法.结果表明,所提出的方法能快速生成飞机结构布置与内部装载布置的CAD模型.     

民用飞机概念设计中客舱布置的工具开发

客舱布置是民用飞机设计的重要内容,对飞机的安全性、经济性和舒适性有重要影响。根据适航条例中对客舱座椅、应急出口和过道分布等的规定,总结出了一套客舱快速布置的方法,并应用MATLAB编程技术开发了一个具有良好用户界面的设计工具。算例验证表明,该设计工具可实现快速的客舱布置方案设计,且设计结果与参考机型基本一致。     

复杂微机电系统多学科设计方法研究

针对复杂微机电系统设计涉及多个学科领域的特点,提出了应用多学科设计优化方法来设计复杂微机电工程产品,归纳分析了复杂微机电系统在设计过程中可能涉及的学科,探讨了多学科设计方法在复杂微机电系统设计中的应用。     

大型客机概念设计的外形参数化CAD模型

为了加快飞机概念设计中外形造型的进程,应用一种基于形状函教/分类函数变换的参数化建模方法,研究出一种针对大型客机CAD模型的外形参数化方法.该方法可以用较少的参数来完成机身,机翼、短舱等飞机部件的外形建模.采用CATIA二次开发技术,开发了一个面向大型客机概念设计的参数化CAD模型快速生成的软件.精度测试表明,用该软件生成的机翼-机身组合体CAD模型完全能满足概念设计的精度需求,并为以后进一步实现客机多学科设计优化系统打下了基础.     

无人机小翼隐身结构的质量和刚度优化

为了降低无人机的侧向雷达散射截面,提出了一种无人机翼梢小翼的隐身结构布局方案:隐身结构的翼面蒙皮由玻璃钢制成,主承力件为碳纤维复合材料层板结构,蒙皮与主承力件之间填充吸波材料。为获得力学特性最佳的主承力结构件的形状,在建立隐身结构参数化模型的基础上,应用有限单元法对隐身结构的强度和刚度进行了分析,并应用多目标遗传算法对主承力结构件的形状进行了优化,计算后获得了一组结构质量和翼尖位移最小的解集。优化结果为隐身结构方案的确定提供了定量依据。     

飞机复合材料雷击损伤热电耦合仿真

参照国外已有的雷击实验结果,建立了复合材料层合板的三维有限元模型,通过施加电边界和热边界以及引入材料性能参数之间的相互依赖关系,运用ABAQUS仿真软件真实地模拟出复合材料在雷击过程中雷电流的传导以及损伤过程.通过仿真研究复合材料层合板在遭遇雷击时热、电之间的耦合作用,得到雷电流注入后层合板中的温度分布场,对比分析后得出了不同层的烧蚀形貌和尺寸均有所不同的结论.通过对比不同铺层层合板的雷击损伤结果发现,当顶层为0°铺层(即与结构长度方向一致)时层合板的损伤面积较大.     

几种新型多学科设计优化算法及比较

归纳和评述了二级集成系统综合法、分级目标传递法和子空间自主式优化方法3类基于系统分解的新算法及其改进算法,阐述了3种算法的基本思想、结构体系及其特点,讨论了它们对优化对象的适应性,并从分解标准、级数、收敛性和代理模型等方面对它们进行了比较.