【摘 要】
：
随着工程优化问题日益复杂,仅对结构的尺寸、形状或者拓扑变量进行单独优化设计的问题已经基本解决,而包含尺寸、形状、拓扑多种类型设计变量的综合优化问题越来越受到人们的重视。结构综合优化问题通常存在变量类型复杂、变量数目多、变量耦合、约束限制多等特点,对其进行优化求解的难度较大。目前针对此类问题的优化求解方法存在精度低、容易陷入局部最优解、求解复杂、无法实现自动化求解等缺陷。为此,提出更加有效且可靠的结
论文部分内容阅读
随着工程优化问题日益复杂，仅对结构的尺寸、形状或者拓扑变量进行单独优化设计的问题已经基本解决，而包含尺寸、形状、拓扑多种类型设计变量的综合优化问题越来越受到人们的重视。结构综合优化问题通常存在变量类型复杂、变量数目多、变量耦合、约束限制多等特点，对其进行优化求解的难度较大。目前针对此类问题的优化求解方法存在精度低、容易陷入局部最优解、求解复杂、无法实现自动化求解等缺陷。为此，提出更加有效且可靠的结构综合优化设计方法既有理论意义，又有工程价值。
本文回顾了结构优化设计的发展历程，系统介绍了结构优化设计的基本概念、分类、优化方法和主要的求解算法。针对本文研究的结构综合优化设计问题的现有处理策略进行了系统梳理，比较分析了现有的各种处理技术的特点、适用性及应用情况。基于现有处理策略的不足，本文借助试验设计和构造代理模型近似的思想，提出一种结构尺寸、形状及拓扑综合优化设计方法，将结构的尺寸、形状及拓扑这三类设计变量进行整体考虑探寻优化问题的全局最优解，其本质是充分发挥不同层次优化方法的优势，寻找结构尺寸、形状及拓扑的最佳组合。
本文使用Isight软件，借助Catia、Patran/Nastran及OptiStruct的二次开发技术，搭建了结构综合优化设计的自动化求解平台。最后将本文提出的综合优化设计方法运用到工字型梁和飞机上两个典型的零件—翼肋、襟翼支臂结构的综合优化设计实例中，采用本文搭建的自动化求解平台获得了较好的设计结果，表明了本文提出的方法的正确性、可行性和有效性。该方法为设计人员进行结构的综合优化设计提供了新的思路和可靠的参考，也为结构优化软件提出了进一步发展和改进的方向，即具备结构综合优化的功能和结构自动化智能设计的能力。
其他文献
连续循环钻井技术可实现钻井液连续循环,有效解决因常规钻井接单根过程中频繁开泵、停泵带来的各种问题,提高作业安全性。这一技术在国外已发展的相对成熟,而在国内尚处于研发阶段。亟需结合该技术现场应用存在的问题,进行优化分析与设计,为加快连续循环钻井技术国产化进程做铺垫。本文首先对阀式连续循环钻井技术原理进行了广泛调研,结合理论分析,对装置设计流程进行了整体规划。运用多层次模块划分方法,进行了详细的装置功
南海深水油气钻井工程中,储层微粒运移、堵塞是造成疏松砂岩储层损害的重要原因之一。因此,迫切需要探索一种有效控制深水疏松砂岩储层微粒运移损害的新方法。本文结合纳米材料领域最新研究进展,设计实验评价纳米颗粒对储层微粒运移损害的控制效果,探讨储层微粒与吸附纳米颗粒的岩石孔壁之间的相互作用机制,揭示纳米颗粒控制储层微粒运移损害的作用机理。实验优选出适用于深水疏松砂岩储层微粒运移损害控制的纳米储层保护剂,优
深层硬地层及强研磨性地层钻进速度慢,钻进周期长的问题严重制约着油气开采,粒子冲击钻井技术为这一问题的解决提供了技术支持,而钻头作为粒子冲击钻井中重要的组成部分,对其设计与优化及其井下工作环境研究尤为重要。本文针对传统钻头的缺陷与不足,通过三维建模软件,借鉴国外粒子冲击钻井钻头,运用理论分析与数值模拟的方法对钻头进行设计优化,并对井底流场规律进行研究。建立不同结构喷嘴的数值计算物理模型,对不同喷嘴内
CO吞吐技术是一项单井措施技术,具有操作简单、增油效果显著、见效快等特点.CO吞吐方案实施包括室内实验、数模、现场实施等几个环节,技术关键包括:吞吐井的筛选、方案优化、现场实施工艺等.胜利油田初步形成符合胜利油田特征的CO吞吐井筛选标准及效果评价标准,并在以滨南油田为首的几个油田实现现场实施,从98年到2000年3约20余口井实施成功率大于50﹪,现场证实了CO吞吐技术在胜利油田的可行性.
该文成功地研究出一种制备α-FeO的新方法--液相催化相转化法,该方法以硫酸亚铁为原料,首先合成前驱物γ-FeOOH微晶,然后通过液相催化相转化反应得到目的产物.这种新方法具有原料价廉易得、前驱物初始浓度高、相转化速度快等特点.
针对汽车动力性检测中存在的问题,该文对汽车整车动力性台架检测与评价方法进行了系统和深入地研究.主要涉及以下内容:对汽车动力性检测参数及诸多评价指标进行分析,确定在用车辆动力性检测的评价指标.进行在用车辆的发动机台架试验,检测在用发动机的实际输出功率.在试验条件、试验工况与发动机台架试验相同的情况下,利用底盘测功机进行汽车动力性台架试验.进行底盘测功机内阻损耗功率测试、轮胎滚动阻力损耗功率测试、汽车
轮式星球车是星球探测任务的首选方案，在中国的探月工程中，玉兔号月球车采用轮式移动机器人方案。中国已经启动了火星探测工程，作为主要备选方案的轮式移动机器人成为了研究热点。在执行星球探索任务过程中，星球车车轮滑转率、侧偏角和沉陷量是最为重要的运动状态变量。能否对这三个变量进行有效感知直接影响星球车的性能和探测任务的成败。“机遇号”和“勇气号”火星车在松软的星壤相继发生了严重的陷车事故。此类事故的原因之
多电飞机是未来飞机发展的趋势,其目的为将部分次级能源替换为电能,借此提高燃油利用效率及飞机可靠性、可维修性。最适用于多电飞机的作动机构即机电作动器(以下简称电作动器),这种作动器完全由电动机驱动,经减速器与滚珠丝杠带动作动机构,实现舵面升降等功能,但其所处环境较为封闭,常遭受短时间大功率的热流,面临较为突出的散热问题。若能通过高效的方法解决电作动器的散热问题,将有利于提高电作动器的性能及其可靠性,
航空发动机的研制耗时长、花费大，通常借助航空发动机数学模型对其进行仿真分析。为了提高基于模型的分析结果的置信度，航空发动机模型精度、实时性及考虑退化时模型的适应性变得尤其重要，从而受到研究者的广泛关注。本文以涡扇发动机为对象，开展全寿命期的航空发动机不确定性实时模型建模方法研究。 考虑发动机中的容积惯性和热惯性，建立包含转子动力学方程、容积动力学方程和温度动力学方程在内的航空发动机非线性实时模型
目前的无人机设计方法主要针对单一型号,而无人机族需同时设计多个型号,满足多任务要求,并可以缩短无人机的研制周期,降低全生命周期成本,因此需要发展无人机族总体设计的理论和方法。系统工程方法是适用于复杂系统的正向设计方法,其研究和应用可以提高无人机总体设计水平。目前系统工程在无人机设计领域的应用处于探索阶段。本文针对军用无人机族系统,研究了系统工程方法和基于模型的系统工程方法,综合应用系统建模语言、工