题目：多约束条件下机翼结构优化方法研究

在保证结构刚度和强度等条件下，减轻飞机结构的质量对工程部门有特殊重要的意义，因此以减轻重量为目标的结构优化设计受到愈来愈广泛的重视。飞机的升力主要由机翼承受，其结构优化涉及质量、强度、刚度和频率等多个目标，且各目标之间大多相互联系、制约甚至相互对立，不可能同时达到最优，以往的单目标优化不能给设计者提供多种方案，基于此本文进行了多目标的机翼结构优化方法研究。由于优化过程是一个反复迭代的过程，机翼模型需要的频繁使用，为了减少投入、提高效率，本文采用PATRAN的二次开发语言—PCL对机翼模型进行参数化建模、自动划分网格、自动创建材料和载荷约束。通过优化，最后减轻机翼的重量的同时也提高了一阶扭转频率。通常的优化设计根据其目标并借助于梯度信息的传统数值优化方法直接进行寻优，而高精度结构有限元分析模型的引入往往容易使寻优结果陷入局部最优解，且计算时间很长，近似模型代理法是有效地解决该问题的途径之一。本文通过MSC系列软件平台，实现了参数化建模、有限元计算、试验设计、近似模型拟合、优化设计的一体化设计策略，经过试验设计，利用响应面近似和多目标遗传算法完成了机翼结构的优化设计，满足一定精度的同时节省了优化时间。