蒙皮桁條結(jié)構(gòu)作為飛機和運載火箭等的關(guān)鍵構(gòu)件,面臨多工況動態(tài)承載、輕量化和高可靠等要求,需要對其進行動態(tài)響應(yīng)優(yōu)化,使其滿足動態(tài)環(huán)境性能要求的同時進一步減輕重量并提高可靠性。然而,動態(tài)響應(yīng)計算及優(yōu)化過程復(fù)雜、耗時并且計算結(jié)果難收斂,導(dǎo)致結(jié)構(gòu)動態(tài)響應(yīng)優(yōu)化設(shè)計難以進行。研究基于等效靜態(tài)載荷的蒙皮桁條結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計,可以將動態(tài)優(yōu)化問題轉(zhuǎn)變?yōu)殪o態(tài)優(yōu)化問題,可有效地解決動態(tài)優(yōu)化問題同時提高優(yōu)化效率。但是,針對蒙皮桁條結(jié)構(gòu)參數(shù)化建模和動態(tài)優(yōu)化設(shè)計,存在建模與優(yōu)化計算周期長,設(shè)計變量同時含有離散變量和連續(xù)變量,動態(tài)載荷等效靜態(tài)轉(zhuǎn)換不精確等一系列問題。面對上述問題,本文通過理論推導(dǎo)與數(shù)值仿真的方法,開展了基于等效靜態(tài)載荷的蒙皮桁條結(jié)構(gòu)動力學優(yōu)化設(shè)計的相關(guān)研究。通過考慮關(guān)鍵空間點位移約束,以及結(jié)構(gòu)最大應(yīng)力、結(jié)構(gòu)總應(yīng)變能約束,以動靜態(tài)載荷作用下關(guān)鍵空間點處位移平均誤差最小化為目標,發(fā)展了動態(tài)載荷靜力等效新模型。以某運載火箭艙段為研究對象,對蒙皮桁條結(jié)構(gòu)進行了參數(shù)化建模,并將此參數(shù)化模型用于動力學分析及優(yōu)化設(shè)計等工作。根據(jù)模型特點以最小化結(jié)構(gòu)質(zhì)量為目標,以蒙皮和桁條強度作為約束構(gòu)建了優(yōu)化模型,使用實驗設(shè)計方法抽取...

【文章頁數(shù)】：81 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 課題來源
    1.2 課題研究的背景及意義
    1.3 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.3.1 蒙皮桁條結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計研究現(xiàn)狀
        1.3.2 結(jié)構(gòu)動態(tài)優(yōu)化的研究現(xiàn)狀
        1.3.3 等效靜態(tài)載荷法的研究現(xiàn)狀
    1.4 本文的主要研究內(nèi)容
2 動態(tài)載荷等效靜態(tài)轉(zhuǎn)換法
    2.1 引言
    2.2 等效靜態(tài)載荷法基本理論
        2.2.1 位移等效
        2.2.2 應(yīng)力等效
        2.2.3 能量等效
    2.3 關(guān)鍵點識別及等效方法改進
        2.3.1 關(guān)鍵點識別
        2.3.2 等效方法的改進
    2.4 算例應(yīng)用
    2.5 本章小結(jié)
3 蒙皮桁條結(jié)構(gòu)參數(shù)化建模及有限元分析
    3.1 引言
    3.2 有限元理論
    3.3 結(jié)構(gòu)描述
    3.4 參數(shù)化建模
        3.4.1 定義單元類型
        3.4.2 定義材料屬性
        3.4.3 建模并劃分網(wǎng)格
        3.4.4 施加約束條件
    3.5 網(wǎng)格收斂性分析
    3.6 有限元分析
        3.6.1 模態(tài)分析
        3.6.2 瞬態(tài)動力學分析
        3.6.3 屈曲分析
    3.7 本章小結(jié)
4 基于瞬態(tài)動力學分析的蒙皮桁條結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計
    4.1 引言
    4.2 優(yōu)化設(shè)計的關(guān)鍵技術(shù)
        4.2.1 代理模型
        4.2.2 多島遺傳算法
    4.3 優(yōu)化模型
    4.4 優(yōu)化過程
    4.5 優(yōu)化結(jié)果分析
    4.6 本章小結(jié)
5 基于等效靜態(tài)載荷的蒙皮桁條結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計
    5.1 引言
    5.2 優(yōu)化流程
    5.3 動載荷等效靜態(tài)轉(zhuǎn)換
        5.3.1 關(guān)鍵點的選取
        5.3.2 等效結(jié)果
    5.4 優(yōu)化過程
    5.5 優(yōu)化結(jié)果分析
    5.6 本章小結(jié)
總結(jié)與展望
參考文獻
攻讀碩士學位期間發(fā)表學術(shù)論文情況
致謝



本文編號：3772722