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超大规模变量机翼多约束优化设计

发布时间:2018-06-22 11:51:47      阅读量:259次     
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随着设计师对飞机技战术要求的不断提高,以及设计水平和工具的不断发展,飞机设计逐渐从粗放型设计向精细化设计转换,越来越多的结构细节特征被引入到结构分析模型中来,使得分析模型规模不断增大,而基于精细化设计的优化问题规模随之急速膨胀,当前国际上对优化设计变量数目的需求超过10万。

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模型介绍:

Ø全复合材料常规布局翼盒,沿展向布置27根肋,前后布置两根大梁;

Ø有限元模型有40862个单元,29542个节点;

Ø设计变量115367个(复材分层厚度、等效金属杆元面积);

Ø约束1334670个(强度、刚度、稳定性、长桁/蒙皮面积比、蒙皮厚度连续性)。

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机翼壁板

设计变量(80380个):

•复材壁板分层厚度

•等效金属杆截面积

约束(1000420):

•强度约束

•翼尖位移、扭角约束

•稳定性约束

•长桁/蒙皮面积比控制

•邻近蒙皮厚度连续性控制

14.jpg

前后梁

设计变量(10890个):

•复材壁板分层厚度

•等效金属杆截面积

约束(136150):

•强度约束

•稳定性约束


翼肋

设计变量(15848个):

•复材腹板分层厚度

•等效金属杆截面积

约束(198100):

•强度约束

•稳定性约束

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优化经过9次迭代后收敛,在8核联想服务器上用时约162h,有限差分法解决同规模问题用时约65天,结构在满足所有优化约束的前提下减重8.9%。