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1、飛行器設(shè)計(jì)涉及到空氣動(dòng)力學(xué)、結(jié)構(gòu)分析、隱身性能分析、推進(jìn)系統(tǒng)、性能和操穩(wěn)分析等多門(mén)學(xué)科,是一個(gè)典型的多學(xué)科設(shè)計(jì)優(yōu)化問(wèn)題。多學(xué)科設(shè)計(jì)優(yōu)化技術(shù)是新型飛機(jī)(例如飛翼式布局飛機(jī))總體設(shè)計(jì)的重要方法。本文的任務(wù)是研究飛翼布局飛機(jī)多學(xué)科設(shè)計(jì)優(yōu)化系統(tǒng)中的結(jié)構(gòu)子系統(tǒng)有關(guān)問(wèn)題。研究?jī)?nèi)容包括:
1)根據(jù)飛翼式布局飛機(jī)的外形和結(jié)構(gòu)特征,選擇一組合適的參數(shù),用來(lái)描述復(fù)雜的飛機(jī)外形和結(jié)構(gòu)特征。根據(jù)這組特征參數(shù),自動(dòng)建立飛翼式布局飛機(jī)的參數(shù)化的外形模
2、型以及參數(shù)化的結(jié)構(gòu)模型。
2)在已經(jīng)生成好的參數(shù)化結(jié)構(gòu)模型上,自動(dòng)劃分有限元網(wǎng)格、設(shè)置邊界條件、施加載荷、定義單元屬性,生成結(jié)構(gòu)有限元模型。
3)針對(duì)飛翼式布局結(jié)構(gòu)優(yōu)化問(wèn)題,提出了一種流程簡(jiǎn)單,可以同時(shí)優(yōu)化結(jié)構(gòu)布局和結(jié)構(gòu)尺寸的二級(jí)優(yōu)化方法。這種方法將優(yōu)化流程分為結(jié)構(gòu)布局優(yōu)化和結(jié)構(gòu)尺寸優(yōu)化兩個(gè)層次。第一級(jí)是結(jié)構(gòu)布局優(yōu)化,主要任務(wù)是優(yōu)化飛機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)件的布置位置和結(jié)構(gòu)件的個(gè)數(shù),并將結(jié)構(gòu)傳遞給尺寸優(yōu)化;第二級(jí)是尺寸優(yōu)
3、化,根據(jù)已有的結(jié)構(gòu)布局,確定每個(gè)結(jié)構(gòu)件具體尺寸,并將最終的優(yōu)化結(jié)果返回到布局優(yōu)化。通過(guò)二級(jí)之間的迭代,最終可以獲得最優(yōu)的結(jié)構(gòu)布局和結(jié)構(gòu)尺寸組合。
4)應(yīng)用本文方法,對(duì)二種飛翼結(jié)構(gòu)(金屬和碳纖維復(fù)合材料結(jié)構(gòu))進(jìn)行了優(yōu)化計(jì)算。計(jì)算結(jié)果表明,本文方法能夠有效地解決飛翼式布局飛行器的結(jié)構(gòu)布局和尺寸優(yōu)化問(wèn)題,驗(yàn)證了本文方法可行性和有效性。
5)為了使優(yōu)化結(jié)果更加接近實(shí)際情況,在尺寸優(yōu)化的環(huán)節(jié)中增加了穩(wěn)定性約束。
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