基于Voronoi序列采样的加筋壁板优化设计

作     者：于宝石 王志祥 王婕 李海阳 张大鹏 YU Baoshi;WANG Zhixiang;WANG Jie;LI Haiyang;ZHANG Dapeng

作者机构：国防科技大学空天科学学院长沙410073 空天任务智能规划与仿真湖南省重点实验室长沙410073 北京宇航系统工程研究所北京100076 

出 版 物：《南京航空航天大学学报》 (Journal of Nanjing University of Aeronautics & Astronautics)

年 卷 期：2022年第54卷第1期

页      面：121-131页

核心收录：

学科分类：08[工学] 0825[工学-航空宇航科学与技术] 080102[工学-固体力学] 0801[工学-力学（可授工学、理学学位）] 

基　　金：国家重点研究发展计划(2017YFB0306200) 国家自然科学基金(11902348) 湖南省自然科学基金(2020JJ5650) 国防科技大学科研计划(ZK20-27) 

主　　题：加筋壁板 后屈曲分析 Voronoi法 代理模型 轻质优化 

摘      要：为提高加筋壁板结构轻质优化效率,提出一种基于Voronoi序列采样的加筋壁板优化设计方法。建立了该结构的参数化模型,分析了加筋壁板蒙皮与桁条腹板的网格规模对结构承载能力及失稳模式的影响规律,并依据桁条腹板高厚比进行了网格划分,进而平衡后屈曲分析精度与效率;然后,提出了基于探索策略和开发策略的序列近似优化方法,其中Voronoi加点侧重全空间探索,近似最优解侧重局部开发,通过动态加点迭代至收敛,实现综合探索和开发性能的并行采样,提高了算法的收敛精度和计算效率;最后,应用该算法进行加筋壁板轻量化设计,并与传统序列近似优化方法进行对比。结果表明,本文方法利用更少的初始样本点,通过更少的迭代次数达到更高的优化精度,并获得了相对初始设计减重32.6%的优化结构。