基于响应面法的丢手释放接头优化设计

为优化丢手释放接头的结构强度和重量,提出以应力和质量为目标函数的多目标优化设计方法.将响应面设计方法与有限元数值分析结合,建立了应力和质量关于结构参数的响应面模型,分析了参数间的交互效应.基于响应面模型,通过多目标优化分析获得了释放接头的最佳结构参数配置.优化后的结构应力下降19.5％,而质量增长较小.数值及实验验证表明,优化后的结构安全可靠.所提优化设计方法结合了响应面原理、有限元数值分析和实验测试,可为类似机械或工程结构的设计提供参考.     

数控龙门镗铣床横梁结构特性分析及优化

运用现代设计方法对某型号数控机床龙门镗铣床横梁结构进行了静动态特性分析,并精确提取了横梁结合面的边界条件;然后对横梁进行参数优化,建立了以横梁的内部筋板和壁厚为优化设计变量,以结构质量以及一阶固频为状态变量,以结构最大变形为目标函数的数学优化模型,并采用拉格朗日二次规划法进行优化计算,最终得到满足条件的设计变量。通过对横梁进行参数优化,提高了横梁的综合性能。     

鱼雷气舱结构可靠性优化设计

本文将现代设计方法中的可靠性设计理论与最优化技术结合起来，提出了鱼雷气舱结构的可靠性优化设计方法，按照气舱结构的设计要求和工作条件，选定设计变量，建立了目标函数和约束条件的数学模型，并给出了气舱结构可靠性优化设计实例。结果表明：可靠性优化设计方法比传统的安全系数方法具有能进一步减轻结构重量的优点，是一种比较有效的设计方法．     

球磨机静压轴承轴瓦结构优化设计

基于ANSYS有限元软件对轴瓦结构进行了优化设计.在给定条件下,以油泵的功率消耗最小为目标函数,对油腔的结构参数进行优化.结果表明,采用优化后的油腔结构参数,油泵的功率消耗可以减少6.23%.在静压轴承设计中,采用ANSYS进行优化设计,可以实现柔性设计.     

数控龙门镗铣床横梁结构特性分析及优化

运用现代设计方法对某型号数控机床龙门镗铣床横梁结构进行了静动态特性分析,并精确提取了横梁结合面的边界条件;然后对横梁进行参数优化,建立了以横梁的内部筋板和壁厚为优化设计变量,以结构质量以及一阶固频为状态变量,以结构最大变形为目标函数的数学优化模型,并采用拉格朗日二次规划法进行优化计算,最终得到满足条件的设计变量。通过对横梁进行参数优化,提高了横梁的综合性能。     

基于多场载荷作用的天线舱结构优化设计

基于变密度法(SIMP)建立了复杂载荷工况作用下天线舱这一特殊结构支承体系拓扑优化的有限元模型及多场载荷等效模型。根据建筑规范并考虑结构的可制造性对天线舱支承体系进行拓扑优化设计。多工况下的天线舱结构数值分析表明拓扑优化得到的天线舱结构满足设计性能指标,为多场载荷作用下的天线舱结构设计提供可借鉴的方法。     

拓扑及参数优化方法在专用汽车车架结构设计中的应用

提出了将拓扑优化理论和结构参数优化方法综合应用于集装箱半挂车车架结构设计中的设计思想。在结构设计的开始阶段引入拓扑优化理论．先对结构进行布局优化,以获得较合理的初始结构方案,再通过结构参数优化设计,得到满足其强度和刚度及设计工艺要求的最优结构。探讨了拓扑优化设计过程中,基本结构建立、优化过程控制及优化结果分析与应用等问题。在ANSYS软件平台上进行了CAE软件包的二次开发．设计了集装箱半挂车车架优化设计专用软件模块。     

加油机器人结构参数优化设计

加油机器人结构和控制比一般工业机器人要求更高,其结构尺寸的确定,直接影响到作业任务的可行性、安全性和完成质量。为了使加油机器人能够灵活高效地进行作业,根据汽车加油站加油作业要求以及汽车油箱口分布空间,以工作空间为约束条件,建立优化设计的数学模型,并利用Matlab优化工具箱进行了机器人本体结构参数优化设计。     

离散变量桁架非概率可靠性优化设计

相较于连续变量优化设计,离散变量优化设计能够给出更符合工程实际需求的结果.本文采用区间变量描述结构不确定参数,提出一种离散变量桁架非概率可靠性优化设计方法.首先,建立了以杆件横截面积为离散设计变量,以桁架重量为目标函数,具有非概率可靠性指标约束的结构优化设计模型.其次,采用分段惩罚函数对离散变量进行连续化处理,得到相应的连续变量优化设计模型.最后,运用了均值点推导了非概率可靠性指标的近似解析公式,并采用序列二次规划法对优化模型进行求解.两个算例分析结果表明所提方法有效的提高了计算效率,为离散变量桁架优化设计提供了一种新的思路.     

一种考虑参数相关性的可靠性优化设计方法

在求解具有非线性相关性结构的可靠性设计优化问题时,现有的相关性处理方法在某些情况下可能会得到精度较低的优化结果。基于Copula函数提出了一种可靠性优化设计方法,用于求解存在非线性相关性结构的可靠性优化设计问题。该方法根据已知的样本对各备选Copula函数进行参数估计,并根据AIC准则选出最优Copula函数。根据最优Copula函数,构建联合概率分布函数,最后求解结构可靠性优化设计问题。通过两个数值算例验证了该方法的有效性,并讨论了不同Copula函数对优化结果的影响。     

飞机翼面结构自顶向下关联设计

介绍了面向关联设计的飞机翼面结构多层级骨架模型,实现了设计意图自顶向下的传递;为进行骨架模型与下游零件间的关联的控制和管理,采用了新的元素发布方式,并开发了元素发布管理工具,提高了设计的效率和质量;结合自顶向下的建模思想和关联设计自动更新的特点,提出了基于骨架模型的飞机翼面结构自顶向下关联设计方法,通过选择飞机翼面结构骨架模型的设计基准和上下翼面约束曲面,输出的结构件以绝对坐标系装配在父部件下,无需进行再次装配,并基于骨架模型与结构件间的关联,实现对飞机翼面结构件的实时自动更新和快速重建。最后,以机翼盒段翼肋为例验证了方法的可行性和有效性。     

复合材料飞机结构综合优化设计技术研究

针对复合材料前掠翼进行了综合设计优化。建立了多极混合优化设计模型。同时提出了用混合有限元模型实现系统层优化设计的方法。通过三级混合优化设计模型,初步实现了对前掠机翼结构的综合优化设计,一方面达到了提高机翼结构稳定性的目标,另一方面也对机翼层合板结构的铺层顺序实现了铺层设计。     

飞机数字化测量网络布站设计

考虑大尺寸、高精度要求的飞机或特殊机型飞行器需要采用多仪器组合测量网络来完成数字化测量任务,本文对测量网络进行了最优布站设计.介绍了传统的飞机调平理论,提出了飞机数字化调平变换算法,并建立了其不确定度模型.通过不确定度分析和误差依赖性仿真得出飞机各基准点不确定度和水平点位置对测量不确定度的影响.结合由激光雷达、iGPS组成的飞机数字化测量网络的测量特性,提出了飞机数字化测量网络的最优布站设计方案.对某机型飞机水平测量实验验证表明,经布站优化设计后的测量结果精度为0.402mm,提高了约20％.结果显示提出的布站设计方案有效、可行,其分析方法为寻找高准确度、高效率的飞机数字化测量的布站设计提供了参考依据.     

某机翼结构细节抗疲劳优化设计

针对某型飞机在使用过程中中外翼下壁板产生的裂纹故障，根据故障产生的原因，运用优化设计方法，建立以该部位疲劳寿命和结构增加重量为优化目标的数学模型；改进机翼下壁板故障部位的结构设计；对比分析优化前后结构的寿命。使该部位结构的改进设计在重量增加较少的条件下，疲劳寿命较长，满足飞机的实际使用。     

面向飞机结构设计的CBR技术研究

CBR是进行知识重用的一项重要技术,将CBR技术应用于飞机结构设计中,可以大量借鉴以往机型的设计 方案,提高飞机结构设计效率。本文研究面向飞机结构设计的CBR技术,通过对零件几何和非几何特征的组织构 造实例的表示模型,采用基于相似度的实例检索算法,通过实例的检索获得符合设计制造要求的最佳匹配实例。以 某机型机翼长桁为例进行验证。     

飞机顶层设计中的模糊质量功能配置方法

飞机设计是一项复杂的大系统工程,涉及到多学科交叉和多技术领域。飞行器顶层/详细设计技术是现代各国发展先进航空航天器系统所采用的综合技术的重要内容,同时是未来飞行器设计研究的发展趋势。在常规质量功能配置(Quality function deployment,QFD)方法的基础上,建立了飞机顶层决策设计的模糊质量功能配置(Fuzzy quality function deployment,FQFD)理论和顶层设计的递阶层次结构以及竞争性因子的模糊评判模型,研究了模糊质量功能配置理论在飞机顶层决策设计中的应用问题。最大特色在于提出飞机顶层设计的递阶质量屋结构和将FQFD应用于飞机顶层设计中。具体的应用示例证明了该方法的可行性。该方法在航空航天器的设计中有很强的适用性。     

基于 MFC 驱动器的飞机翼面结构参数控制设计

针对飞机翼面结构存在翼面回弹量小和翼面变形量大的问题,提出基于 MFC 驱动器的飞机翼面结构参数控制设计方法。首先,对 MFC 驱动器进行介绍,了解其运行原理,并在该驱动器的帮助下简化机翼整体参数计算量;其次,构建机翼的平面有限元模型,并将平面有限元模型进行拉伸,生成立体的机翼结构,实现飞机翼面结构参数控制。实验结果表明,所提方法的翼面回弹量大、翼面变形量小、参数控制效果好及控制误差较小。     

面向对象的飞机装配协调实例表示方法

基于实例推理的装配协调方案设计有利于提高飞机装配协调方案的设计效率和准确性,而装配协调实例的表示和存储是基于实例的装配协调方案设计的基础.因此,提出了飞机装配协调实例的面向对象表示方法.构建了飞机的装配协调实例知识模型,依据飞机零部件装配层次关系对装配协调实例进行组织,采用面向对象的方法描述飞机装配协调实例的组织结构;采用国产OpenBASE数据库,创建实例库并设计了实例在数据库中的存储结构.     

飞机非对称着陆和滑跑载荷分析

研究了飞机非对称着陆和滑跑载荷的分析方法。通过给定飞机初始滚转角,建立 飞机非对称着陆过程中全机动载荷分析模型;按照ＧＪＢ规定的１－ｃｏｓ跑道情况,完 成某飞机滑行过程的动载荷分析。计算结果表明,飞机非对称着陆和滑跑载荷分析 能够合理地模拟飞机真实着陆和滑跑过程中受载情况。     

飞行姿态模拟器建模及输入受限混杂控制

为进行飞行姿态仿真研究,基于dSPACE建立了地面飞行姿态半物理仿真模拟系统,运用混杂不变集原理和无源控制器设计方法对有界高阶耦合非线性系统进行鲁棒控制器设计.使用Lagrange法建立了具有控制约束的非线性Euler-Lagrange (EL)动力学模型;利用EL系统内在特性,基于非线性状态依赖动态脉冲系统的不变集原理的有关结果和混杂能量控制方法,设计了输入受限的非线性混杂控制器,并进行了数学仿真.最后,将所设计的混杂控制器应用于地面飞行姿态模拟器中进行了半物理仿真实验,得到的动态响应时间为20 s,稳态精度优于5%,超调量约为25%,在外加扰动作用时仍能实现稳定调节.结果表明,给出的饱和控制算法可靠性较强,对系统参数误差和外干扰具有鲁棒性.