题目：舱盖多钉连接件的钉载计算与优化

一架飞机是由许许多多的零件、组件、部件和成品组成的。在飞机制造过程中不论是零件、组件、部件的装配，还是电缆线和成品的连接都离不开各种连接方法和连接件。飞机的制造过程中有许多连接方法，例如，铆接、螺接、胶接、焊接及胶接电焊等。从飞机连接件的数量来看，每架波音-747飞机有铆钉200万个；每架伊尔-86飞机有铆钉148万个，螺钉有12万个；在欧洲已经问世的新型A-380客机上面有铆钉大约100万个，光一侧机翼上就有4000个。飞机上到处是有限尺寸的板或者壳和别的地方连接起来，如风挡、蒙皮、舱盖等等。在飞机高速飞行中，舱盖这类有限尺寸的被连接件受到很大的气动力以及自身重力，对连接件影响非常大，因此研究舱盖和机体的连接件的载荷是非常必要的。而且计算结果还可用在别的连接地方，从而为飞机的钉载计算提供参考。据统计，一架飞机连接件成本占飞机总成本的3％～5％，其重量占飞机总重量的5%～6%左右。其连接部件遍布飞机各个部、组件，对飞机的研制和生产影响之大，不可忽视。连接件受力不是均匀的，计算出连接件所受钉载后，就可以优化连接件的尺寸和数量，为减轻飞机重量提供依据，这在飞机设计中是非常重要的。 本文指出了研究多钉连接件钉传载荷计算以及对连接件尺寸和数量的优化的意义。对现有的各种计算方法和优化方法进行了总结，介绍了计算钉传载荷的解析法、有限元单元法，以及基于MATLAB、遗传算法和ANSYS程序的参数化方法的优化方法。阐述了计算钉传载荷和对连接件尺寸，数量优化的研究难点、发展趋势和解决方法。 最后，用大型有限元软件ANSYS 10.0对某型飞机舱盖螺栓连接件的钉载进行了计算，并用ANSYS的参数法方法对其连接件尺寸进行了优化，对所得结果进行了总结分析，得到了较为合理的结果，对工程设计和应用具有一定的指导意义。