基于改进遗传算法的连接件螺栓布局优化新方法

作     者：肖文耀 贺尔铭 胡亚琪 Xiao Wenyao;He Erming;Hu Yaqi

作者机构：西北工业大学航空学院陕西西安710072 

出 版 物：《西北工业大学学报》 (Journal of Northwestern Polytechnical University)

年 卷 期：2017年第35卷第3期

页      面：414-421页

核心收录：

学科分类：0810[工学-信息与通信工程] 08[工学] 082501[工学-飞行器设计] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 0825[工学-航空宇航科学与技术] 0812[工学-计算机科学与技术（可授工学、理学学位）] 

基　　金：国家自然科学基金(51675426)资助 

主　　题：螺栓 布局优化 遗传算法 参数化 有限元分析 

摘      要：航空结构承力连接件的螺栓孔边及其毗邻区域常会出现应力集中现象,研究连接件上的螺栓布局对飞机结构安全性有着重要的工程意义。为了优化孔边应力,建立了典型螺栓连接结构的有限元参数化模型;针对传统遗传算法(TGA)在工程应用上的局限性,结合单亲遗传算法(PGA)与混沌遗传算法(CGA)的优势,提出了新的单亲混沌遗传算法(PCGA);运用该算法并采用非均匀螺栓排布方案对连接件螺栓布局进行了优化,与原有螺栓布局设计方案相比,在30 MPa的静压工况载荷下可使孔边等效应力下降31.03%,再经过螺栓数量优化还可使螺栓数量减少近50%;最后,将该方法用于某型飞机机翼内外翼连接区域的螺栓布局优化,在最严重工况下可使7#肋与蒙皮连接处的最大等效应力下降了23.36%,且螺栓数减少10%。此方法为航空连接件螺栓布局设计提供了一种新思路。