题目：基于参数化建模的客机中机身结构优化设计

机身结构设计是飞机初步设计中一个重要的组成部分。在飞机初步设计阶段，获得能够满足设计性能指标要求，同时重量最轻的结构是机身结构设计中所要实现的主要目标，尤其是对于强调经济性的民用飞机。随着计算机辅助设计（CAD）和计算机辅助工程（CAE）软件技术的飞速发展，其在飞机结构初步设计中的应用优势也逐步突显出来。利用这类工具软件能够快速对研究对象进行模型创建与仿真分析，能够显著提高设计质量，节约设计时间，并降低后期更改设计的风险。

本文基于CAD/CAE技术，选取客机中段机身典型结构布局形式，探究其结构模型快速创建及优化的方法。本文研究的主要内容包括以下几个方面：

首先，基于CATIA二次开发技术，研究机身参数化建模方法，建立客机机身几何模型。并针对客机中段机身典型结构形式，对比选取合适的二次开发方法，建立客机中段机身结构参数化模型。同时，根据中段机身受力形式，对所需创建模型进行简化，最终简化为包含桁梁、隔框、蒙皮三个主要受力结构的机身模型，抽取桁梁、隔框数量，机身当量直径，机身长度四个参数作为建模输入参数，以实现模型创建。

然后，基于Patran二次开发PCL语言，探究有限元模型快速创建方法，实现对飞机中段机身参数化模型的自动网格划分。最终实现以隔框及桁梁数量为参数控制的中机身结构有限元模型的自动创建以及载荷、边界条件的施加。

最后，利用多学科优化软件iSIGHT集成中机身参数化模型及有限元模型的创建结果，并利用Nastran计算得到的结构响应，选取合适的优化策略，对中机身结构尺寸进行优化，近而实现中机身结构重量最小的优化目标。最终，通过算例证明该优化方法流程的可实现性。