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结构优化方法在航空航天工程设计中的应用研究

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中国科技期刊数据库工业A 2022年第2期 196-198页

作者：郝雪茹扬州市宝应县开发区管委会江苏扬州225800

航空航天工程技术代表着我国科学技术的综合水平与实力,近年来,开始有越来越多的发展比较领先的科学技术在航空航天工程设计中得到了应用,而这其中就包括发展最快、应用最广和作用最大的结构优化方法。因为航空航天工程设计有着比较特... 详细信息

航空航天工程技术代表着我国科学技术的综合水平与实力,近年来,开始有越来越多的发展比较领先的科学技术在航空航天工程设计中得到了应用,而这其中就包括发展最快、应用最广和作用最大的结构优化方法。因为航空航天工程设计有着比较特殊的地位,所以也使得结构优化方法得到了广泛的应用和相关人士的重视。对此,文章将对结构优化方法在航空航天工程设计中的应用展开研究,旨在提供相应的参考和借鉴价值。

关键词：航空航天结构优化方法工程设计

结构优化方法及其在航空航天工程设计中的应用

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科技视界 2018年第30期 26-27页

作者：马帅斌山东省莱芜市第一中学山东莱芜271100

在航空航天领域,结构优化方法是十分重要的一环,航空航天的飞行器在天空中受到很多物理因素的限制,需要在飞行器设计过程中力求做到造价更低、质量更小以及抗压能力更强等目标。结构优化概念在1900年左右就已经由英格兰著名物理学家J. C... 详细信息

在航空航天领域,结构优化方法是十分重要的一环,航空航天的飞行器在天空中受到很多物理因素的限制,需要在飞行器设计过程中力求做到造价更低、质量更小以及抗压能力更强等目标。结构优化概念在1900年左右就已经由英格兰著名物理学家J. C.麦克斯韦进行过初步的探索研究。在那个时代结构优化的概念只能在理论上找到一定的存在意义,然而并不能在成果上得到体现。而到了1940年左右"同步极限"理论在航空航天工程设计中被提出。"同步极限"理论就是让组件的设计能达到最极限,让其在航天过程中实际受到作用力后依然能保证各部位均能为最大值状态。

关键词：航空航天结构优化方法工程设计

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风电场砼塔设计中的结构优化方法研究

中文科技期刊数据库（文摘版）工程技术 2024年第10期 0093-0096页

作者：刘志强山西省安装集团股份有限公司山西太原030012

作为可再生能源,风力发电不断壮大,其在能源结构中的地位日益显著。在此领域中,砼塔扮演着不可或缺的角色,它为风力涡轮机提供了坚实的结构基础。此文的开篇即揭示了砼塔在风电场中所承担的重要职责,并介绍了其设计及优化的基本途径。... 详细信息

作为可再生能源,风力发电不断壮大,其在能源结构中的地位日益显著。在此领域中,砼塔扮演着不可或缺的角色,它为风力涡轮机提供了坚实的结构基础。此文的开篇即揭示了砼塔在风电场中所承担的重要职责,并介绍了其设计及优化的基本途径。从挑选合适的建材到优化结构设计,再到对结构参数与受力分析的深入研究,本文旨在探讨如何通过精心的设计与优化技术,增强砼塔的功能性、稳固性以及经济性,以确保风力发电系统的稳定运作和能源的持续产出,为风力发电行业的持续发展提供坚实的技术保障。

关键词：风电场砼塔设计结构优化方法

车辆电控空气悬挂结构优化模型与优化设计方法研究

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兵工学报 2018年第7期39卷 1259-1267页

作者：雷强顺彭友余汪国胜王超宋慧新中国北方车辆研究所底盘技术部北京100072

针对悬挂结构及参数设计不合理导致的刚度曲线不理想、车辆姿态不一、调节困难等问题,在分析车辆电控空气悬挂特性指标、影响因素、约束条件基础上,提出了满足设计要求的电控空气悬挂特性优化设计规则与评价方法。建立多目标的悬挂结构... 详细信息

针对悬挂结构及参数设计不合理导致的刚度曲线不理想、车辆姿态不一、调节困难等问题,在分析车辆电控空气悬挂特性指标、影响因素、约束条件基础上,提出了满足设计要求的电控空气悬挂特性优化设计规则与评价方法。建立多目标的悬挂结构优化目标模型,并对其结构及参数进行优化设计。研究结果表明:基于多目标电控空气悬挂结构优化目标模型、优化规则与评价方法,体现了前期悬挂设计与后期实车行驶的多方面要求;结构优化规则与评价方法科学、可行,适用于摆动缸与固定缸式油气悬挂的结构优化设计与评价。

关键词：车辆电控空气悬挂优化目标模型结构优化方法评价方法

基于数据库技术的固体火箭发动机结构优化设计方法

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固体火箭技术 2010年第2期33卷 171-175页

作者：王锟刘旸蔡体敏西北工业大学航天学院西安710072

在构建材料和结构数据库的基础上,针对固体火箭发动机结构特点,以避免选材的盲目性和提高结构设计的合理性为目的,提出了基于数据库技术的固体火箭发动机结构优化的设计思路。同时,探讨了以数据的智能搜索和结构的参数化、变量化建模为... 详细信息

在构建材料和结构数据库的基础上,针对固体火箭发动机结构特点,以避免选材的盲目性和提高结构设计的合理性为目的,提出了基于数据库技术的固体火箭发动机结构优化的设计思路。同时,探讨了以数据的智能搜索和结构的参数化、变量化建模为核心的固体火箭发动机结构优化设计方法。

关键词：固体火箭发动机结构优化方法数据库

基于混沌云FOA与ANSYS的风机基础结构智能优化方法研究

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基于混沌云FOA与ANSYS的风机基础结构智能优化方法研究

作者：王克广哈尔滨工程大学

学位级别：硕士

随着双碳目标的提出,中国风机发展很快。与陆上风能相比,海上风能资源更丰富,并且发电中心离用电负荷中心近。海上风机的基础在风机总造价中的占很大比重,基础过高的成本限制了海上风机的发展,因此本文对海上风机基础进行结构优化,充分... 详细信息

随着双碳目标的提出,中国风机发展很快。与陆上风能相比,海上风能资源更丰富,并且发电中心离用电负荷中心近。海上风机的基础在风机总造价中的占很大比重,基础过高的成本限制了海上风机的发展,因此本文对海上风机基础进行结构优化,充分发挥材料的性能,降低基础成本。本文针对海上风机四桩导管架基础的优化方法展开研究,主要研究的内容如下:(1)系统分析了海上风机在海洋环境中所受到的风荷载、波浪荷载、海流荷载等计算方法和桩土P-Y作用理论,针对江苏某风电场的工程条件,参照美国国家能源实验室5MW风机的数据,对海上风机四桩导管架基础进行初设;在ANSYS软件中建立基础的有限元模型,开展不同荷载组合下静力分析和模态分析,根据应力和位移情况确定最危险工况,并对最危险工况进行结构校核,为海上风机四桩导管架基础的结构优化设计提供依据。(2)针对果蝇优化算法(Fruit Fly Optimization Algorithm,FOA)的分析复杂问题收敛慢、局部搜索能力差的不足,改进标准的果蝇优化算法:在果蝇初始化种群时引入Logistics混沌映射、在果蝇优化算法循环迭代过程在引入正态云分布模型,提出了混沌云果蝇优化算法(Chaos Cloud Fruit Fly Optimization Algorithm,CCFOA)。(3)利用ANSYS对海上风机四桩导管架基础进行有限元分析时,存在设计变量输入及后处理结果提取困难的问题,基于ANSYS可利用APDL语言二次开发的特性,采用bath模式,对风机基础结构进行参数化建模,用编程实现的CCFOA算法与ANSYS进行数据交互,构建ANSYS-CCFOA结构优化方法。(4)基于结构优化理论设置优化的基本参数,建立海上风机四桩导管架基础的优化模型,运用ANSYS-CCFOA优化方法对海上风机四桩导管架基础进行优化,并与零阶、一阶优化方法、ANSYS-FOA优化方法的优化性能进行对比,证明ANSYS-CCFOA优化方法的优越性,为海上风机基础的优化设计提供一种新的方法。

关键词：海上风机结构优化方法智能算法导管架基础

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浅谈结构优化设计的方法

四川建筑 2019年第1期39卷 33-35页

作者：李方孙春平徐娇中铁二十三局集团建筑设计研究院有限公司四川成都610000 四川农业大学土木工程学院四川成都610000

文章回顾结构优化设计的理论的发展历史、分析了结构优化理论的应用现状和未来前景,针对结构优化理论方法和结构设计的特点,探讨了结构优化设计的实用方法以及结构优化设计的方法在工程设计中的应用,提出了结构优化设计的基本策略和原则。

关键词：结构优化设计结构优化理论结构优化方法

基于疲劳寿命分析的结构拓扑优化设计方法及应用研究

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基于疲劳寿命分析的结构拓扑优化设计方法及应用研究

作者：魏居业浙江大学

学位级别：硕士

渐进结构优化(ESO)方法是拓扑优化方法中的一个重要分支,双向渐进结构优化(BESO)方法在其基础上,解决了单元误删除,结构棋盘状分布以及网格依赖性等问题。现存的渐进结构优化方法主要是基于应力分析的,但由于工程应用中疲劳破坏引起的... 详细信息

渐进结构优化(ESO)方法是拓扑优化方法中的一个重要分支,双向渐进结构优化(BESO)方法在其基础上,解决了单元误删除,结构棋盘状分布以及网格依赖性等问题。现存的渐进结构优化方法主要是基于应力分析的,但由于工程应用中疲劳破坏引起的结构断裂对安全生产和工程机械的使用寿命产生的巨大影响,因此在设计重型机械的核心部件时将疲劳寿命分析作为一个参考因素就显得尤为重要。本文的第一部分根据单轴疲劳寿命估算方法得到结构中各单元的疲劳寿命,然后根据疲劳寿命的大小移除那些寿命值相对较高的单元。考虑到单元误删除、棋盘状分布和网格依赖性的影响引入过滤机制,并对过滤网格进行改进,考虑到各方向寿命变化的梯度影响将过滤网分为四个部分并进行相应的优化计算。第二部分通过研究分析现有的MATLAB结构优化法,开发出全新的MATLAB与ABAQUS结合的结构优化的系统。将ABAQUS作为有限元计算和建模的前处理器,根据其计算得出的各单元应力分布情况使用MATLAB编写疲劳寿命计算和拓扑优化计算的相关程序。第三部分结合工程应用的实际需求,引入多轴疲劳分析的概念。使用Wang-Brown多轴载荷循环计数法对非比例变幅载荷的加载进行循环计数,随后使用一种基于降维思想的多轴疲劳损伤模型对单元的疲劳寿命进行估算,紧接着采用线性损伤累积准则对各载荷循环的疲劳损伤进行累积。最终根据多轴疲劳分析得到的疲劳寿命进行三维结构的拓扑优化设计。并以推耙机中的H型架横梁模型为工程实例进行拓扑优化,解决了推耙机H型架横梁在实际工作中损耗过于严重的问题,在使用同样体积的材料情况下大幅提高了结构件的使用寿命。

关键词：拓扑优化有限元渐进结构优化结构优化方法多轴疲劳

基于部件级模型修正的某发动机整机动态特性计算

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载人航天 2023年第2期29卷 229-237页

作者：张帆叶莺樱耿斌斌王慧邹宜霖北京航天动力研究所北京100071 航天科技集团低温推进技术重点实验室北京100071 首都航天机械有限公司北京100071

针对型号研制初期产品缺乏试验、动力学识别误差较大的问题,采用一种经修正的简化模型计算发动机动特性。首先,使用多类型有限元单元进行整机刚度等效简化建模及单元耦合,计算得到喷管延伸段的结构模态特性;然后,对比喷管延伸段简化模... 详细信息

针对型号研制初期产品缺乏试验、动力学识别误差较大的问题,采用一种经修正的简化模型计算发动机动特性。首先,使用多类型有限元单元进行整机刚度等效简化建模及单元耦合,计算得到喷管延伸段的结构模态特性;然后,对比喷管延伸段简化模型、全三维模型与振动台模态试验结果,以100 Hz内主要模态频率为优化目标,使用多目标遗传优化算法对简化模型进行修正重构;最后,计算重建后整机模型动态特性,得到发动机模态特性与各部件位置谐响应分布规律。该模型修正方法在型号研制初期不具备试验条件情况下,能通过多轮模型修正得到较为准确的整机动特性。

关键词：液体火箭发动机整机动力学结构优化方法局部结构模态分析