本文以火箭炮運(yùn)發(fā)箱為研究對象,應(yīng)用結(jié)構(gòu)優(yōu)化理論對運(yùn)發(fā)箱支撐夾板、縱梁等結(jié)構(gòu)形式進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì),達(dá)到在不明顯降低其剛度的前提下,削減結(jié)構(gòu)質(zhì)量的目的,使得材料的性能得到更充分的利用。首先,依據(jù)要求建立了運(yùn)發(fā)箱結(jié)構(gòu)三維實(shí)體模型,并結(jié)合運(yùn)發(fā)箱各使用工況下的載荷情況及性能要求,在進(jìn)行合理簡化和假設(shè)的基礎(chǔ)上,建立首次拓?fù)鋬?yōu)化的有限元模型,并進(jìn)行計(jì)算,獲得運(yùn)發(fā)箱結(jié)構(gòu)在軸向上較為合理的結(jié)構(gòu)形式；然后,根據(jù)首次拓?fù)鋬?yōu)化所得結(jié)果,建立尺寸優(yōu)化的有限元幾何模型,在對共10個(gè)設(shè)計(jì)變量的靈敏度分析等工作的基礎(chǔ)上,進(jìn)行尺寸優(yōu)化計(jì)算,結(jié)合運(yùn)發(fā)箱的實(shí)際結(jié)構(gòu)和具體使用要求情況,參考尺寸優(yōu)化所得數(shù)值,對各設(shè)計(jì)變量進(jìn)行取值,獲得所有夾板及斜梁的厚度；再然后,對運(yùn)發(fā)箱的夾板結(jié)構(gòu)的橫截面形狀進(jìn)行研究,為夾板橫截面形狀的設(shè)計(jì)提供參考：最后,在上述工作的基礎(chǔ)上,建立最終運(yùn)發(fā)箱結(jié)構(gòu),并分析該結(jié)構(gòu)在各工況下的應(yīng)力、應(yīng)變情況。通過結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì),運(yùn)發(fā)箱優(yōu)化區(qū)域質(zhì)量下降幅度約為20%。
【學(xué)位單位】：南京理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2016
【中圖分類】：TJ393
【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 課題的研究背景
    1.2 課題的研究目的與意義
    1.3 結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)概況
        1.3.1 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的分類
        1.3.2 結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)發(fā)展及現(xiàn)狀
        1.3.3 結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)分類和層次
        1.3.4 結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)相關(guān)軟件
    1.4 課題主要研究內(nèi)容
2 結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)理論
    2.1 引言
    2.2 有限元法
    2.3 結(jié)構(gòu)優(yōu)化的數(shù)學(xué)模型
        2.3.1 設(shè)計(jì)變量
        2.3.2 約束條件
        2.3.3 目標(biāo)函數(shù)
        2.3.4 數(shù)學(xué)模型
    2.4 結(jié)構(gòu)優(yōu)化基本流程
    2.5 靈敏度分析
        2.5.1 設(shè)計(jì)變量的靈敏度分析
        2.5.2 約束條件的靈敏度分析
    2.6 數(shù)學(xué)優(yōu)化方法的選擇
        2.6.1 線性規(guī)劃
        2.6.2 非線性規(guī)劃
        2.6.3 優(yōu)化準(zhǔn)則法
    2.7 小結(jié)
3 運(yùn)發(fā)箱結(jié)構(gòu)有限元模型的建立
    3.1 運(yùn)發(fā)箱簡介
    3.2 火箭彈及運(yùn)發(fā)箱的網(wǎng)格劃分
        3.2.1 幾何清理分析
        3.2.2 網(wǎng)格劃分原理與方法
        3.2.3 網(wǎng)格質(zhì)量評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)
        3.2.4 幾何模型網(wǎng)格劃分
    3.3 創(chuàng)建載荷與邊界條件
        3.3.1 材料選擇
        3.3.2 行軍工況
        3.3.3 堆碼工況
        3.3.4 發(fā)射工況
    3.4 小結(jié)
4 軸向結(jié)構(gòu)拓?fù)鋬?yōu)化
    4.1 引言
    4.2 拓?fù)鋬?yōu)化相關(guān)原理
        4.2.1 拓?fù)鋬?yōu)化方法
        4.2.2 多工況下的加權(quán)應(yīng)變能
        4.2.3 棋盤格現(xiàn)象
        4.2.4 最小成員尺寸與最大成員尺寸
        4.2.5 體積分?jǐn)?shù)
        4.2.6 對稱約束法
    4.3 軸向結(jié)構(gòu)拓?fù)鋬?yōu)化
    4.4 運(yùn)發(fā)箱新結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
    4.5 運(yùn)發(fā)箱新結(jié)構(gòu)性能驗(yàn)證
    4.6 本章小結(jié)
5 結(jié)構(gòu)尺寸優(yōu)化
    5.1 運(yùn)發(fā)箱尺寸優(yōu)化模型的建立
    5.2 運(yùn)發(fā)箱尺寸優(yōu)化的設(shè)計(jì)變量
    5.3 運(yùn)發(fā)箱尺寸優(yōu)化約束條件
    5.4 設(shè)計(jì)變量篩選
    5.5 試驗(yàn)數(shù)據(jù)矩陣
    5.6 驗(yàn)證擬合精度
    5.7 響應(yīng)面
        5.7.1 HyperKriging模型
        5.7.2 響應(yīng)面
    5.8 運(yùn)發(fā)箱尺寸優(yōu)化迭代曲線
        5.8.1 遺傳優(yōu)化算法
        5.8.2 迭代曲線
    5.9 運(yùn)發(fā)箱尺寸優(yōu)化最終結(jié)果
    5.10 運(yùn)發(fā)箱新結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及結(jié)構(gòu)性能驗(yàn)證
    5.11 小結(jié)
6 運(yùn)發(fā)箱夾板橫截面形狀研究
    6.1 引言
    6.2 多工況優(yōu)化
    6.3 簡化處理
    6.4 運(yùn)發(fā)箱最終結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
    6.5 運(yùn)發(fā)箱最終結(jié)構(gòu)性能驗(yàn)證
    6.6 小結(jié)
7 總結(jié)與展望
    7.1 論文結(jié)論與工作
    7.2 論文研究前景展望
致謝
參考文獻(xiàn)

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本文編號：2851086