卫星天线复合材料框架的铺层优化设计

作     者：陶扬 王春洁 付志方 

作者机构：北京航空航天大学机械工程及自动化学院北京100083 北京航空航天大学虚拟现实技术与系统国家重点实验室北京100083 

出 版 物：《北京航空航天大学学报》 (Journal of Beijing University of Aeronautics and Astronautics)

年 卷 期：2017年第43卷第5期

页      面：1031-1037页

核心收录：

学科分类：08[工学] 0825[工学-航空宇航科学与技术] 

主　　题：复合材料框架 卫星天线 两阶段优化 结构动力学性能 映射 

摘      要：为了改善卫星天线复合材料框架的结构动力学性能,提出了一种针对卫星天线框架复合材料铺层的两阶段优化设计方法。阶段Ⅰ以各铺层的角度为设计变量进行铺层顺序优化,框架基频的最大化为优化目标,铺层数的最大值为约束条件。其中设计变量用一种多进制码来表示,并将多进制码映射为连续变量,应用粒子群优化(PSO)算法对阶段Ⅰ优化模型进行求解。在阶段Ⅰ优化结果的基础上,阶段Ⅱ主要是优化复合材料的层数,以基频最大化与质量最小化为优化目标建立多目标拓扑优化模型,应用第2代非劣排序遗传算法(NSGA-Ⅱ)进行求解。为了验证该方法的有效性,对某大型卫星天线复合材料框架进行优化设计,结果表明:该方法能有效地减小天线板复合材料框架的质量,并提高基频。