● 摘要
先进复合材料格栅加筋结构有较高的结构效率和较好的设计性能,在航空航天领域有着广泛的应用。本文首先在研究格栅结构分析模型的基础上对其进行优化设计。以屈曲失稳为约束条件,结构重量最轻为目标,将格栅布局参数、蒙皮铺层角度和厚度、筋条厚度和高度等设为优化变量。由于格栅结构的复杂性,求解其屈曲载荷的值比较困难。文中主要用到了两种近似模型来作为屈曲载荷的解析器——等效平铺刚度模型和人工神经网络模型。 其次,本文对优化过程中用到的遗传算法和粒子群算法进行了研究,分析了二者的特点和使用范围,对算法进行了改进,并验证了其正确性和可行性。 传统的优化设计只考虑材料属性和几何尺寸等参数为确定量时的情形,但工程上总是不同程度地存在各种各样的误差和不确定性。因此考虑不确定因素的稳健性优化研究就有十分重要的意义。 文章最后将稳健性理论与研究格栅结构的两种近似方法有机结合起来,用区间分析方法和多目标优化的方法对格栅结构进行可行稳健性优化设计和目标稳健性优化设计。将稳健性优化的结果与传统优化的结果进行了比较,结果表明,稳健性优化得到的结构重量要高于传统方法,但是结构的可靠性和稳健性显著提高。本文的研究工作为复合材料格栅加筋结构的设计提供了新的思路和方法。
相关内容
相关标签