針對(duì)大直徑運(yùn)載火箭結(jié)構(gòu)輕質(zhì)優(yōu)化設(shè)計(jì),開(kāi)展軸壓作用下的蒙皮桁條結(jié)構(gòu)優(yōu)化方法研究。首先采用顯式非線性動(dòng)力學(xué)算法進(jìn)行靜穩(wěn)定性分析,獲得蒙皮桁條結(jié)構(gòu)的后屈曲失穩(wěn)路徑;然后根據(jù)蒙皮桁條結(jié)構(gòu)特點(diǎn),基于Kriging代理模型和組合優(yōu)化算法的分步優(yōu)化策略;最后針對(duì)中間框和不同截面形式的桁條開(kāi)展參數(shù)優(yōu)化研究,確立了蒙皮桁條結(jié)構(gòu)最優(yōu)設(shè)計(jì)方案。結(jié)果表明:"Π"型桁條的承載效率較高,最終優(yōu)化結(jié)果對(duì)大型蒙皮桁條結(jié)構(gòu)減重效果明顯。 

【文章來(lái)源】：載人航天. 2020,26(02)北大核心CSCD

【文章頁(yè)數(shù)】：6 頁(yè)

【部分圖文】：

蒙皮桁條結(jié)構(gòu)幾何示意圖

端框和中間框截面示意圖

圖2 端框和中間框截面示意圖基于Python語(yǔ)言建立蒙皮桁條結(jié)構(gòu)的參數(shù)化模型。由于蒙皮桁條結(jié)構(gòu)使用較薄的蒙皮和桁條,結(jié)構(gòu)上體現(xiàn)為板殼特性,為了能夠準(zhǔn)確模擬桁條局部截面平動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng),采用殼單元?jiǎng)澐志W(wǎng)格[11],桁條腹板高度方向劃分兩層單元。在蒙皮與桁條、蒙皮與端框、蒙皮與中間框之間施加粘接約束。為獲得軸壓作用下蒙皮桁條結(jié)構(gòu)的極限載荷,分別在上下端面建立參考點(diǎn),并與相應(yīng)端面節(jié)點(diǎn)建立多點(diǎn)耦合約束單元,對(duì)下參考點(diǎn)施加固支約束,上參考點(diǎn)約束除軸向位移外的其他自由度,勻速施加35 mm強(qiáng)制位移。模型選用鋁合金材料,鋁合金材料的彈性模量為70 GPa,泊松比為0.3,密度為2.78×10-6 kg/mm3,屈服應(yīng)力為440 MPa,強(qiáng)度極限為550 MPa,延伸率為6%。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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[4]大直徑火箭半硬殼結(jié)構(gòu)框—桁匹配性設(shè)計(jì)[J]. 范書(shū)群,戴政,黃誠(chéng),歐陽(yáng)興,王斌,張希.  強(qiáng)度與環(huán)境. 2015(03)
[5]多級(jí)加筋板結(jié)構(gòu)承載性能與缺陷敏感度研究[J]. 王博,田闊,郝鵬,杜凱繁,周演,蔣亮亮,駱洪志,陳友偉.  固體火箭技術(shù). 2014(03)
[6]基于代理模型和等效剛度模型的加筋柱殼混合優(yōu)化設(shè)計(jì)[J]. 郝鵬,王博,李剛,王小軍.  計(jì)算力學(xué)學(xué)報(bào). 2012(04)
[7]復(fù)合材料加筋壁板的結(jié)構(gòu)布局優(yōu)化設(shè)計(jì)[J]. 張鐵亮,丁運(yùn)亮.  南京航空航天大學(xué)學(xué)報(bào). 2010(01)
[8]基于進(jìn)化Kriging模型的金屬加筋板結(jié)構(gòu)布局優(yōu)化方法[J]. 張柱國(guó),姚衛(wèi)星,劉克龍.  南京航空航天大學(xué)學(xué)報(bào). 2008(04)

博士論文
[1]面向新一代運(yùn)載火箭的網(wǎng)格加筋柱殼結(jié)構(gòu)優(yōu)化研究[D]. 郝鵬.大連理工大學(xué) 2013

碩士論文
[1]空間燃料站貯箱結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)[D]. 安俊虎.大連交通大學(xué) 2018



本文編號(hào)：3480823