本文關(guān)鍵詞：高承載接頭的優(yōu)化設(shè)計研究

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【摘要】：在飛機結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中,一些重要部位承受著巨大的集中載荷或者沖擊力,這些部位一般會采用高承載接頭、螺栓連接的結(jié)構(gòu)形式。高承載接頭承受的載荷普遍很大,因而很容易出現(xiàn)破壞而失去承載能力,從而影響飛機的安全。同時,盡量降低結(jié)構(gòu)重量是整個設(shè)計過程中最重要的指標(biāo)之一。重量的減輕能夠改善飛行器的航程和作戰(zhàn)半徑、提高飛機的機動性、降低使用成本。因此,在滿足力學(xué)性能的條件下盡量降低接頭的重量具有重要的意義。本文基于HyperMesh軟件的二次開發(fā)功能,制訂了一套適用于高承載接頭的優(yōu)化設(shè)計流程,綜合考慮了接頭的布局、形狀和尺寸優(yōu)化變量。其基本思路是:在初始模型的基礎(chǔ)上自動建立眾多不同布局的接頭模型,對每一種模型進行形狀優(yōu)化和尺寸優(yōu)化,通過比較優(yōu)化結(jié)果得到最優(yōu)結(jié)果。具體流程是:首先,建立接頭的有限元模型;通過靜力分析,了解高承載接頭結(jié)構(gòu)的應(yīng)力分布和傳力路徑,為后續(xù)優(yōu)化模型的建立提供依據(jù);其次,修改有限元模型,建立接頭的初始優(yōu)化模型,在初始模型上設(shè)置好形狀優(yōu)化和尺寸優(yōu)化變量以及響應(yīng)函數(shù)、約束函數(shù)和目標(biāo)函數(shù);然后,在初始優(yōu)化模型的基礎(chǔ)上進行參數(shù)化建模,自動更新設(shè)計變量和響應(yīng)函數(shù),建立完整的優(yōu)化模型;最后提交分析,得到最優(yōu)的高承載接頭結(jié)構(gòu)。優(yōu)化結(jié)果表明,該方法效果明顯,也同時驗證了本文所提優(yōu)化流程的可行性和有效性。該方法同樣可以適用于類似結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計中。
【關(guān)鍵詞】：高承載接頭 結(jié)構(gòu)優(yōu)化 Hyper Mesh 二次開發(fā) 有限元分析
【學(xué)位授予單位】：南京航空航天大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：V214.19
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-10
• 注釋表10-11
• 第一章 緒論11-20
• 1.1 結(jié)構(gòu)優(yōu)化技術(shù)的原理與應(yīng)用12-18
• 1.1.1 優(yōu)化問題的數(shù)學(xué)模型12-16
• 1.1.2 結(jié)構(gòu)優(yōu)化技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀16-18
• 1.2 本文的主要研究內(nèi)容18-20
• 第二章 高承載接頭的有限元分析20-28
• 2.1 接頭的初始設(shè)計及工況20-21
• 2.2 接頭的受力分析21-27
• 2.2.1 HyperMesh軟件簡介21-22
• 2.2.2 有限元模型22-23
• 2.2.3 靜力分析23-27
• 2.3 本章小結(jié)27-28
• 第三章 優(yōu)化方法與算例研究28-42
• 3.1 優(yōu)化方法28-31
• 3.2 二次開發(fā)與軟件模塊31-36
• 3.2.1 Tcl/Tk語言31-32
• 3.2.2 HyperMesh二次開發(fā)32-33
• 3.2.3 HyperMorph模塊33-34
• 3.2.4 OptiStruct模塊34-36
• 3.3 算例研究：短梁的優(yōu)化分析36-41
• 3.3.1 短梁的優(yōu)化參數(shù)36-37
• 3.3.2 短梁的優(yōu)化流程37-39
• 3.3.3 短梁的優(yōu)化結(jié)果39-41
• 3.4 本章小結(jié)41-42
• 第四章 接頭的優(yōu)化分析42-62
• 4.1 高承載接頭的優(yōu)化42-53
• 4.1.1 參數(shù)化模型的建立43-47
• 4.1.2 形狀優(yōu)化47-51
• 4.1.3 尺寸優(yōu)化51-53
• 4.2 優(yōu)化結(jié)果分析53-61
• 4.2.1 優(yōu)化結(jié)果概述53-56
• 4.2.2 形狀優(yōu)化結(jié)果56-58
• 4.2.3 尺寸優(yōu)化結(jié)果58-61
• 4.3 本章小結(jié)61-62
• 第五章 總結(jié)與展望62-64
• 5.1 工作總結(jié)62
• 5.2 后續(xù)研究工作62-64
• 參考文獻64-67
• 致謝67-68
• 在學(xué)期間的研究成果及發(fā)表的學(xué)術(shù)論文68

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前6條

1 陸善彬;呂婕;陳偉;馮兆玄;戚桂悅;葉輝;;基于HyperMesh二次開發(fā)的無鉚釘鉚接有限元快速建模[J];圖學(xué)學(xué)報;2014年05期

2 王宗彥;吳淑芳;蘇鐵熊;馮偉;;機械結(jié)構(gòu)參數(shù)化三級優(yōu)化設(shè)計方法研究與實現(xiàn)[J];計算機集成制造系統(tǒng);2014年09期

3 何翔;;鈦合金耳片快速設(shè)計方法初探[J];民用飛機設(shè)計與研究;2013年03期

4 米小珍;李慧萍;王楓;;仿真分析中材料定義與重用工具的設(shè)計與開發(fā)[J];機械設(shè)計與制造;2012年12期

5 董立立;趙益萍;梁林泉;朱煜;段廣洪;;機械優(yōu)化設(shè)計理論方法研究綜述[J];機床與液壓;2010年15期

6 張仲楨;余雄慶;胡添元;;飛翼式飛行器結(jié)構(gòu)布局與構(gòu)件尺寸的兩級優(yōu)化[J];計算機輔助工程;2009年01期

中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 張德欣;工程設(shè)計中一些形狀優(yōu)化問題的研究[D];哈爾濱工程大學(xué);2011年

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 李賓;乘用車碰撞概念模型建立及其抗撞性分析[D];吉林大學(xué);2015年

2 張漢冰;鐵道車輛C型槽吊裝結(jié)構(gòu)的設(shè)計與分析[D];大連交通大學(xué);2014年

3 高希;復(fù)合材料懸架橫臂的優(yōu)化設(shè)計[D];中北大學(xué);2014年

4 李恒;車身前部參數(shù)化模型的抗撞性分析與修改[D];吉林大學(xué);2013年

5 鳳多多;載重車鋁型材框架結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計方法研究[D];上海交通大學(xué);2013年

6 張華;飛行器結(jié)構(gòu)尺寸和形狀優(yōu)化設(shè)計的并行協(xié)同方法[D];南京航空航天大學(xué);2012年

7 楊勇;幾何約束條件下拓撲與形狀統(tǒng)一優(yōu)化方法研究[D];華中科技大學(xué);2012年

8 王顯斌;基于基本形狀向量的復(fù)雜結(jié)構(gòu)形狀優(yōu)化設(shè)計研究[D];江蘇科技大學(xué);2011年

9 藺曉風(fēng);微遺傳優(yōu)化與iSIGHT集成技術(shù)研究[D];大連理工大學(xué);2010年

10 屈超;碟形無人機動態(tài)特性分析及結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2010年

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本文編號：535932