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《基于改進(jìn)變密度法的飛機(jī)垂尾拓?fù)鋬?yōu)化設(shè)計(jì)研究》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。
1、第30卷第1期2013年2月沈陽航空航天大學(xué)學(xué)報(bào)JournalofShenyangAerospaceUniversityV01．30No．1Feb．2013文章編號(hào)：2095—1248(2013)01—0026—04基于改進(jìn)變密度法的飛機(jī)垂尾拓?fù)鋬?yōu)化設(shè)計(jì)研究邱福生，季武強(qiáng)，徐厚超(沈陽航空航天大學(xué)遼寧省數(shù)字化工藝仿真與測試技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，沈陽110136)摘要：研究引入約束因子的改進(jìn)變密度法的飛機(jī)垂尾布局優(yōu)化設(shè)計(jì)問題。用MATLAB編寫的帶約束因子變密度法的算法程序和ANSYS軟件的拓?fù)鋬?yōu)化模塊，分別完成簡化模型的拓?fù)鋬?yōu)化設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)飛機(jī)垂尾的結(jié)構(gòu)布局設(shè)計(jì)。給出了兩種
2、方法的優(yōu)化結(jié)果和優(yōu)化數(shù)據(jù)，對(duì)比分析可以發(fā)現(xiàn)帶約束因子變密度優(yōu)化方法是可行和有效的，相較ANSYS軟件的拓?fù)鋬?yōu)化模塊針對(duì)飛機(jī)垂尾的結(jié)構(gòu)布局設(shè)計(jì)更加簡便、準(zhǔn)確，有著更好的推廣應(yīng)用價(jià)值。關(guān)鍵詞：飛行器設(shè)計(jì)；拓?fù)鋬?yōu)化；變密度法；約束因子；智能設(shè)計(jì)中圖分類號(hào)：V224+．3文獻(xiàn)標(biāo)志碼：Adoi：10．3969／j．issn．2095—1248．2013．01．006TheverticaltailoftopologyoptimizationdesignstudybasedonimprovedvariabledensitymethodQIUFu—sheng，JIWu—qiang，
3、XUHou—chao(LiaoningKeyLabofDigitalProcessSimulationandTestTechnology，ShenyangAerospaceUniversity，Shenyang110136)Abstract：Thelayoutoptimizationdesignfortheverticaltailwithimprovedvariabledensitymethodbyin-缸o(hù)ducingthecons虹aIntfactorisstudiedinthispaper．Itfinishestopologyoptimizationdesig
4、nofthesimpli—fledmodeloftheverticaltailusingMATLABprogramforvariabledensitymethodwitllconstraIntfactorsandANSYStopologyoptimizationmodule．Thepaperpresentstheoptimizationresultsandoptimizationdataofthetwomethods，findsthatthevariabledensitymethodwiththeconstraintfactorisfeasibleandeffect
5、ivewithcomparisonandanalysis．Thestructurelayoutdesignoftheverticaltailissimplerandmoreaccurate，andhasabetterapplicationvaluethanANSYS．Keywords：aircraftdesign；topologyoptimization；variabledensitymethod；constraintfactor；intelligentdesign按照設(shè)計(jì)變量的不同，結(jié)構(gòu)拓?fù)鋬?yōu)化可以分為以下3種：尺寸優(yōu)化、形狀優(yōu)化和拓?fù)鋬?yōu)化?。拓?fù)鋬?yōu)化能在給定的約
6、束和邊界條件下，通過改變結(jié)構(gòu)布局使結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)要求及性能達(dá)到最優(yōu)。與尺寸優(yōu)化和形狀優(yōu)化相比，拓?fù)鋬?yōu)化的經(jīng)濟(jì)效果明顯，發(fā)展前景廣闊，應(yīng)用范圍廣泛，在優(yōu)化中能產(chǎn)生新的構(gòu)型，是結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化智能設(shè)計(jì)廣泛采用的設(shè)計(jì)方法。按照不同的優(yōu)化對(duì)象的性質(zhì)，拓?fù)鋬?yōu)化可分為離散體拓?fù)鋬?yōu)化和連續(xù)體拓?fù)鋬?yōu)化兩種方法【2J。連續(xù)體拓?fù)鋬?yōu)化與離散體拓?fù)鋬?yōu)化相比，有更加廣泛應(yīng)用范圍的同時(shí)，也存在模型描述困難，設(shè)計(jì)變量較多，計(jì)算量較大，對(duì)載荷的敏感度較強(qiáng)等各種問題。為了實(shí)現(xiàn)飛機(jī)的減重目標(biāo)，本文通過拓?fù)鋬?yōu)化技術(shù)實(shí)現(xiàn)飛機(jī)垂尾減重目標(biāo)。一直以來連續(xù)體拓?fù)鋬?yōu)化技術(shù)發(fā)展的比較緩慢，直到1988年收稿日期：201
7、2—10—30作者簡介：邱福生(1977一)，男，江西于都人，副教授，主要研究方向：飛行器設(shè)計(jì)與制造一體化，cAD／cAPP／cAE／cAM、生產(chǎn)技術(shù)準(zhǔn)備、產(chǎn)品開發(fā)過程建模等領(lǐng)域研究，E—mail：qfs77815@163，corn。第1期邱福生，等：基于改進(jìn)變密度法的飛機(jī)垂尾拓?fù)鋬?yōu)化設(shè)計(jì)研究27Bendson等人∞1提出均勻化方法之后，它才得以快速發(fā)展。目前比較常用的連續(xù)體拓?fù)鋬?yōu)化方法有均勻化方法13J、變厚度法HJ、變密度法HJ、漸進(jìn)結(jié)構(gòu)優(yōu)化方法∞o等。以上各種連續(xù)體拓?fù)鋬?yōu)化方法都有各自的優(yōu)勢和擅長處理的問題，但是又都有一定的局限性。本文主要以變密度法的研究
