摘要：提出一种将飞行器参数化建模、灵敏度分析与气动/隐身综合优化设计相结合的方法。该方法的流程为:(1)建立面向多学科设计的参数化模型,提取分级参数;(2)对分级参数进行灵敏度分析,筛选设计变量;(3)基于分级优化流程,应用多目标优化算法进行飞行器气动/隐身综合优化设计。以一个四尾翼布局飞行器气动/隐身综合优化设计为例,阐述流程的实现过程,结果表明这种方法具有如下优点:(1)多学科参数化建模为气动和隐身性能分析提供统一的参数化模型;(2)使用灵敏度分析工具对分级设计参数进行筛选,精简优化设计任务;(3)基于分级参数和灵敏度分析进行分级优化设计,优化适应值提高56.1%,耗时减少57.02%。

摘要：对工程中常用复合材料带加强筋板结构的优化方法进行研究。由于优化变量较多且变量类型涉及离散型和连续型两种类型,因此优化中引入了分级优化方法。在结构质量一定的前提下,确定各加强筋最优的位置、截面尺寸、铺层数及铺层顺序,以提高整体结构的抗屈曲性能。代理层的引入使优化问题可以在先不考虑铺层顺序的情况下对其余变量进行优化,通过析因实验设计方法确定剩余变量中影响结构屈曲载荷的主要变量和次要变量,并分别在第1、2级优化中独立对两类变量进行优化,在优化过程中根据变量的类型及取值范围,对部分变量建立径向基代理模型以提高优化效率。第3级优化采用遗传算法对铺层顺序进行优化。优化结果表明:优化后方案比原方案的抗屈曲能力提高了3.21倍。

摘要：异型网架结构具有受力复杂、形体变化大和结构参数相关性强等特点,导致该类结构的优化分析一直是研究的难点。从异型网架结构的几何特征和受力特点出发,以异型网架结构重量最轻为优化目标,提出适合于异型网架结构的分级优化模型,即第一级基于网架结构的局部约束,进行满足杆件强度和稳定的截面优化;第二级基于网架结构的整体约束,完成结构位移和整体稳定等优化。将离散变量优化和相对差商法进行结合,给出了适应于异型网架结构分级优化的计算方法。基于上述研究成果,应用ANSYS软件及其参数化语言,编制了异型网架结构的分级优化程序。以某实际工程为研究对象,通过与网架设计通用软件MST的计算结果比较,表明并验证了该文异型网架结构分级优化方法的有效性和实用性。

摘要：为构建三维应力状态复材结构疲劳寿命模型,提出由刚性元和弹簧元来模拟层间作用,结合二维板元构建三维有限元模型。借助典型应力比下的疲劳试验结果和损伤模型,结合等寿命曲线转化理论,发展一种任意应力比下的疲劳寿命分析方法。引入复合累积损伤建立多轴循环应力下的疲劳寿命模型。借助应力分析、静强度和疲劳累积损伤失效分析及材料性能退化模型,模拟面内和层间损伤产生、发展直至整体破坏过程,得到疲劳寿命。通过层合板疲劳寿命预测值和试验结果对比,验证所建模型的正确性。考虑设计变量空间复杂性,采用二级优化方法:系统级布局优化和子系统级尺寸优化。采用自适应遗传算法,以质量最小为目标函数,以疲劳寿命要求为约束条件,对复材舱体进行优化。建立基于多轴应力疲劳寿命的复材结构优化框架,为复材结构优化设计提供参考。

摘要：提出在动力显式非线性有限元计算的各增量步中,用模糊推理技术来判断被加工零件的应力、应变状态并处理相关的工艺专家知识,在此基础上建立了以凹模入口圆角半径、压边力、拉延筋约束力为设计变量,以零件无破裂情况下起皱趋势最轻为目标的二级优化模型,从而用分级优化搜索策略实现了上述主要工艺条件的自动确定.用此方法确定的典型Dashpot零件的冲压仿真工艺条件在DYNAFORM中所得的仿真结果与现有结论及实际加工经验相一致.

摘要：本文探讨分级优化方法在复杂板梁结构优化设计中应用的可行性及提高优化效率的途径。运用应变能相等的原理构造板梁结构的简化模型,达到实施分级优化。提高优化效率进而可以用较少的计算机资源解决较为复杂的工程问题的目的。通过运用数学规划技术并谨慎地选择各优化层次上的变量转换关系,达到加速整个优化过程的收敛。

摘要：飞机设计是十分复杂的过程 ,它需要多个学科的综合及许多部门的合作。基于层次型分解的多学科设计优化 (MDO)算法就是解决这类复杂工程系统优化的有效方法。它将大系统分解为许多层 ,每层又有许多子系统 ,而各个子系统的计算规模较小 ,同时又能保留各层次间的耦合关系。通过三梁元刚架结构的设计 ,证实了本文算法的有效性。

摘要：提出了一种用于复合材料结构铺层分级优化设计的有效方法,探讨了在当前载荷和边界条件下应变能与铺层厚度和结构质量之间的关系。在PATRAN/NASTRAN的基础上,采用直接搜索法与正交试验法相结合的优化方法,建立了一套实用的优化系统。该系统可适用于对称/非对称层合板、蜂窝夹层结构及多部件组合结构等多种结构类型;可解决多约束问题,约束条件考虑了应力、应变、最大位移、固有频率及结构屈曲失稳等多种因素。通过典型算例及工程应用,证明该系统能够取得优于其它同类算法的优化结果。

摘要：针对目前大型风力机叶片拓扑结构与内部铺层参数相互独立设计,导致不能最大限度地降低叶片重量的问题,本文提出风力机叶片结构拓扑与铺层参数分级优化的设计策略。以5 MW风力机叶片为优化对象,考虑七种极限载荷工况,基于密度法对叶片进行拓扑结构优化。第一级优化结果显示叶片具有主梁非对称及腹板偏移等特性。将拓扑结构参数与材料铺层参数作为第二级优化变量,将叶片重量最小作为优化目标,以蔡-吴(Tsai-Wu)失效因子、叶尖位移、固有频率作为约束条件,利用粒子群算法对叶片拓扑结构和铺层参数进行联合优化。结果表明:与参考叶片相比,在满足叶片结构强度及变形条件下,叶片重量减少了12.1%,叶尖位移减少了9.5%。本研究对于风电叶片轻量化设计具有重要的参考价值。

摘要：为更好地实现集装箱多式联运的综合效益,针对多式联运协调计划的复杂性,通过分析多式联运计划的层次,建立多式联运计划的分级优化概念模型;针对模型中核心内容的海上班轮运输计划和内陆集疏运计划,建立任务分配的优化模型;设计相应的遗传算法,对优化模型进行求解.仿真试验验证模型和算法的有效性.