發(fā)布時間：2021-08-04 17:21

　　多級加筋殼結(jié)構(gòu)作為一種新穎的航空航天薄壁結(jié)構(gòu),具有輕質(zhì)、高承載的優(yōu)勢。由于其加筋結(jié)構(gòu)復(fù)雜,導(dǎo)致基于高保真度模型的多級加筋殼后屈曲分析耗時較長,提高其后屈曲分析及優(yōu)化效率對于多級加筋殼快速設(shè)計具有重要的意義。變保真度模型在復(fù)雜工程問題的設(shè)計與優(yōu)化過程中得到了廣泛的應(yīng)用,其通過橋函數(shù)連接高保真度模型和低保真度模型,具有預(yù)測精度高和計算成本低的優(yōu)點。首先建立了多級加筋殼結(jié)構(gòu)的高保真度模型和低保真度模型,并基于高斯過程回歸構(gòu)建了多級加筋殼結(jié)構(gòu)的變保真度模型,然后基于變保真度模型的最大均方根誤差方法開展自適應(yīng)加點。結(jié)果表明,在達到同樣的較高預(yù)測精度水平時,基于提出方法構(gòu)建的變保真度模型比直接采用高保真度模型構(gòu)建的代理模型節(jié)約了60%的計算成本,表現(xiàn)出優(yōu)異的效率優(yōu)勢。同時,還探討了不同類型低保真度模型對于多級加筋殼結(jié)構(gòu)變保真度模型預(yù)測精度的影響。分析結(jié)果表明,對于多級加筋殼承載力評估這類典型的后屈曲問題,建立可捕捉后屈曲特性的低保真度模型能有效提升變保真度模型的精度。 

【文章來源】：航空學(xué)報. 2020,41(07)北大核心EICSCD

【文章頁數(shù)】：11 頁

【部分圖文】：

多級加筋殼HFM與LFM示意圖

HFM和LFM的相關(guān)性分析

通過在迭代時加入RMSE值最大的樣本點，即可不斷提高模型的整體精度。具體加點原理通過簡單一維測試函數(shù)展示。如圖3(a）所示，初始時高保真樣本點只有3個，可以看到藍色線表示的VFM與黃色線表示的真實模型存在一定的差距。通過在RMSE最大處加入3個樣本點，如圖3(b）所示，VFM曲線已經(jīng)和真實模型接近，只有局部存在少量誤差。當樣本點數(shù)量增加到6個時，如圖3(c）所示，VFM曲線已基本和真實模型重合，紅色線表示的均方根誤差也都處于較小值，模型的整體精度有較明顯的提升。采用RMSE和R2作為代理模型精度的評價指標：

【參考文獻】：
期刊論文
[1]考慮幾何缺陷的軸壓雙層蒙皮加筋柱殼結(jié)構(gòu)設(shè)計[J]. 王博,杜凱繁,郝鵬,田闊.  中國科學(xué):物理學(xué) 力學(xué) 天文學(xué). 2018(01)
[2]基于變保真度模型的AUV流體動力參數(shù)預(yù)測[J]. 宋保維,王新晶,王鵬.  機械工程學(xué)報. 2017(18)
[3]Kriging模型及代理優(yōu)化算法研究進展[J]. 韓忠華.  航空學(xué)報. 2016(11)
[4]T型截面多級加筋柱殼的缺陷敏感性及優(yōu)化研究[J]. 郝鵬,王博,李剛,唐霄漢,曾杜娟,莫怡華.  工程力學(xué). 2015(08)
[5]Generatrix shape optimization of stiffened shells for low imperfection sensitivity[J]. WANG Bo,HAO Peng,LI Gang,WANG XiaoJun,TANG XiaoHan,LUAN Yu.  Science China（Technological Sciences）. 2014(10)
[6]基于變可信度代理模型的氣動優(yōu)化[J]. 黃禮鏗,高正紅,張德虎.  空氣動力學(xué)學(xué)報. 2013(06)
[7]Novel implementation of homogenization method to predict effective properties of periodic materials[J]. Geng-Dong Cheng,Yuan-Wu Cai,Liang Xu.  Acta Mechanica Sinica. 2013(04)
[8]熱環(huán)境對飛行器壁板結(jié)構(gòu)動特性的影響[J]. 吳振強,程昊,張偉,李海波,孔凡金.  航空學(xué)報. 2013(02)
[9]基于蜻蜓膜翅結(jié)構(gòu)的飛機加強框的仿生設(shè)計[J]. 馬建峰,陳五一,趙嶺,趙大海.  航空學(xué)報. 2009(03)
[10]現(xiàn)代啟發(fā)式算法理論研究[J]. 叢明煜,王麗萍.  高技術(shù)通訊. 2003(05)

博士論文
[1]基于多保真度建模的多層級筒殼屈曲分析及優(yōu)化方法研究[D]. 田闊.大連理工大學(xué) 2018
[2]基于代理模型的高效氣動優(yōu)化設(shè)計方法及應(yīng)用[D]. 劉俊.西北工業(yè)大學(xué) 2015
[3]多學(xué)科設(shè)計優(yōu)化方法在7000米載人潛水器總體設(shè)計中的應(yīng)用[D]. 劉蔚.上海交通大學(xué) 2007



本文編號：3322095