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复合材料翼面结构综合优化设计技术研究

复合材料翼面设计是一个涉及结构力学、空气动力学和控制工程等多个学科的复杂过程。各个学科的要求既相互矛盾又相互联系,需要使用有效的数值分析方法和先进的优化算法进行综合与折衷。因此,本文重点探讨了复合材料翼面结构综合优化设计问题涉及到的二个重要方面:面向设计的结构分析方法和综合优化算法。首先,复合材料翼面结构综合优化设计需要反复进行结构静力和动力特性分析,如果采用有限元模型(Finite Element Model,简称FEM),则其工作量太大。鉴于此,常常采用连续的等效板模型(Equivalent Plate Model,简称EPM)。目前,基于全局Ritz求解技术的复合材料翼面结构等效板方法已用于气动弹性的基本研究和优化设计,但还不够成熟。因此,本文发展了一种新的复合材料翼面结构等效板建模技术。根据翼面的几何和结构特点,新技术能够自主选择经典板理论(Classical Plate Theory,简称CPT)或第一阶剪切变形板理论  (本文共174页) 本文目录 | 阅读全文>>

《飞机设计》1998年03期
飞机设计

复合材料翼面结构综合优化设计技术

概要介绍了复合材料翼面结构在静力、振动、位移、舵面效率、发散速度、颤振、尺寸限制等多种约束条件下的最小重量设计技术。对优化过程中遇到的复合材料的静强度准则、均衡约束、动态上限等问题提出了相应的解决方法。用基于该技术和方法而编制出的综合设计程序系统对一...  (本文共9页) 阅读全文>>

南京航空航天大学
南京航空航天大学

复合材料翼面结构二级布局优化设计方法

在航空航天结构中,结构重量是重要的性能指标之一,减重可以提高飞行器的机动性和续航性,还可节约燃油。作为飞机结构的重要组成部分,翼面结构型式多样,加筋板结构已被广泛应用于各种翼面结构中,它的布局优化设计日益受到航空航天界的关注。布局优化本身就是优化设计的难点。对于复合材料翼面结构而言,设计变量多,不仅有结构的型式、筋条、梁、肋的个数、位置、尺寸,还有铺层厚度、铺层顺序等等,种类复杂,既有连续变量,又有离散变量;约束类型多样,这些都使得布局优化问题求解难度大。针对翼面结构的布局优化问题,本文提出了一种二级优化设计技术:第一级采用基于近似模型的优化方法实现布局和尺寸的综合优化,其优化思想为构建一个初始铺层确定的辅助层合板,将梁、肋、筋条的个数、位置、筋条型式、截面形状等作为布局设计变量进行试验设计,铺层厚度作为尺寸设计变量,各试验点对应的最轻重量作为响应值,根据试验点及响应值建立近似模型,利用多岛遗传算法优化求解结构最轻重量对应的最佳...  (本文共76页) 本文目录 | 阅读全文>>

南京航空航天大学
南京航空航天大学

复合材料翼面结构布局优化设计方法研究

复合材料在机体结构中所占的比重已成为衡量大型客机先进性的重要指标之一。大型客机多采用单块式机翼结构,翼面加筋壁板为主承力构件,采用复合材料结构可以显著减轻重量,提升飞行性能。结构初步设计阶段确定的布局方案对结构的综合性能会产生决定性影响,因此对复合材料机翼结构布局优化方法的研究具有重要的工程意义。为有效实现复合材料机翼结构的布局设计,本文提出一种基于结构承载效率模型的二级优化策略,以提升结构效率为目标优化机翼内部结构的位置关系。在系统级根据结构变形量调整刚度约束指标,子系统级根据指定的约束条件优化结构布局。将不同失效模式所对应临界载荷的接近程度作为评判结构承载效率的量化标准,以提升效率作为优化目标,保持了模型的连续性,更利于数值寻优。翼面加筋壁板利用等效刚度模型进行简化,其总体失稳载荷通过能量原理求得;分析了各向异性蒙皮局部失稳载荷与加强筋支持弹性之间的非线性关系,并以结构刚度匹配关系作为输入参数建立了一种通用近似模型。通过各种...  (本文共147页) 本文目录 | 阅读全文>>

《航空学报》1970年60期
航空学报

复合材料翼面结构综合优化设计技术

概要介绍了复合材料翼面结构在静力、振动、位移、舵面效率、发散速度、颤振、尺寸限制等多种约束条件下的最小重量设计技术。对优化过程中遇到的复合材料的静强度准则、均衡约束、动态上限等问题提出了相应的解决方法。用基于该技术和方法而编制出的综合设计程序系统对...  (本文共5页) 阅读全文>>

电子科技大学
电子科技大学

二维混合目标散射问题的快速计算及其RCS减缩

翼面是飞行器后向雷达散射截面(RCS)的重要来源之一,为了缩减其散射截面,需要对翼面的模型的散射问题进行有效的理论分析。针对这一问题,本论文从两个方面进行了系统、深入的研究。第一,寻求精确、高效的计算方法,能够对电大尺寸金属-介质混合目标的散射问题进行快速和准确的计算,为了能在微机上对翼面模型进行有效的理论计算,算法应具有较小的系统内存占用和较小的计算复杂度的特点。第二,进一步将计算方法用于飞行器翼面RCS的理论预估中。通过对不同翼面模型RCS的计算结果的比较和讨论,得到飞行器翼面可行的RCS减缩有效手段,并揭示散射机理。第一,本文对整个研究的关键技术之一-数学模型建立方法进行了介绍,并根据翼面的散射机理,选择了三种普适性的翼面隐身方案进行研究。针对不同构成的混合目标,本文采用不同的散射计算方法。首先,本文将吸波介质前缘翼面和介质涂覆翼面,简化为二维电大尺寸导体和吸波介质体组成的混合目标进行研究,针对介质相对于导体的空间位置,提...  (本文共134页) 本文目录 | 阅读全文>>

《气动实验与测量控制》1989年03期
气动实验与测量控制

前缘修形三角翼翼面背风区涡系研究

本文对一组前缘修形三角翼翼面背风区流场进行了实验研究,给出了几种修形三角翼上翼面处空间涡系涡迹及表面流谱,研究了各...  (本文共6页) 阅读全文>>