摘要：研究在任意轴对称边界条件下和任意轴对称分布载荷作用下体积保持常数的圆柱壳的两类优化设计问题:极小化圆柱壳的最大挠度和极小化圆柱壳的柔度。采用阶梯折算法,用传递矩阵导出变厚度圆柱壳平衡问题的初参数解的显式表达式,将优化设计转化为极小化目标函数的非线性规划问题,并采用广义简约梯度法进行优化计算。对典型问题的计算表明,该方法能解决受应力、几何等约束的离散变量结构优化设计问题,计算过程具有编制程序方便、收敛快和精度高的优越性,是一种理想的优化设计方法。

摘要：采用特定孔隙结构泡沫铝垫片以冲击隔离方式实现引信在前冲过载下的缓冲保护,基于数值仿真方法开展了缓冲有效性分析。建立某型火箭弹侵彻三层混凝土靶标数值仿真模型,通过引信过载仿真曲线与试验结果对比校核数值模型,数值方法分析了不同泡沫铝类型和缓冲结构对引信过载的弱化作用。结果表明:泡沫铝可有效降低引信过载,孔隙率和厚度存在最佳设计值使其缓冲效率达到最高;泡沫铝夹层结构对引信保护效果更佳,其结构特性可有效减弱或避免高过载下单层泡沫铝易被压实失去保护作用的问题。研究成果为引信结构尤其缓冲结构的设计提供参考。

摘要：工程中采用冲压开孔的方法在结构上产生开孔的同时可以在孔边形成一定高度的翻边。利用Ansys有限元软件,数值分析翻边开孔参数(开孔面积、翻边高度、开孔位置)对矩形板前两阶固有频率的影响。分析结果发现对于不同边界约束条件,翻边开孔参数对矩形板的固有频率均有较大影响,结果为实际结构的翻边开孔设计提供了参考。

摘要：研究多学科耦合作用下的复杂结构快速设计优化技术,解决了涡轮冷却叶片设计优化的高设计成本和数值噪声问题。函数解析与特征造型方法结合造型软件二次开发技术,实现了涡轮冷却叶片几何模型参数化及自动造型;流热耦合分析方法得到准确的气动与传热结果,通过保持与流热耦合分析模型网格节点的一致,将温度、压力等载荷信息精确传递到振动和强度分析模型;根据强度分析结果,采用经验公式方法预测叶片蠕变寿命,实现涡轮冷却叶片的多学科分析。以涡轮叶片叶尖和叶根两个外形截面18个设计参数为变量;优化拉丁超立方方法采样建立样本空间,利用Kriging函数构造快速分析模型;以叶身温度、总压损失和重量最小为优化目标,以共振裕度、应力、寿命和最大变形量为约束,建立高维、非线性设计空间下复杂涡轮冷却叶片涉及气动、传热、强度、振动和寿命等多个学科的多目标设计优化系统,最终实现叶片外形的设计优化,提高叶片的综合性能。

摘要：文中基于优化理论开展了火箭弹高速侵彻等效缩比方法研究。通过量纲分析、优化拉丁超立方方法确定弹长、弹径、弹体初速度及靶标厚度为设计变量的样本空间,高精度数值计算获取设计变量关于弹体过载和持续时间的目标响应,建立快速分析模型,以响应最佳逼近为优化目标,以最小缩比为约束,模拟退火算法实现等效缩比优化模型的求解。优化结果代入侵彻模型进行参数反演,结果表明,缩比模型与原模型的过载特性具有较高的一致性。