卫星中心承力筒结构优化设计研究

利用有限元软件ANSYS建立复合材料中心承力筒式卫星平台结构的参数化有限元分析模型,计算了整星结构振动模态,在此基础上对复合材料蜂窝夹层中心承力筒结构分析模型进行简化,在满足结构的强度、变形、振动和屈曲约束条件下,对承力筒结构进行优化设计,并对多种方案进行比较,提出的方法和思路为今后同类结构设计提供了参考。     

平面五杆结构的优化设计

虚功准则法在结构优化设计中应用非常广泛,但虚功准则法不能考虑载荷对设计变量的导数,这样对外载包括自重及惯性载荷的结构优化效果不理想.采用ANSYS与导重准则法相结合的优化方法对平面五杆结构进行了优化,并与虚功准则法的优化结果进行了比较.实验结果证明了该方法的有效性和可行性.     

纤维缠绕复合材料实芯球形结构单元耐撞性多目标优化

为了提高纤维缠绕复合材料实芯球形结构单元的耐撞能量耗散性能,在初始结构单元耐撞性分析的基础上,建立以结构单元中心承载圆柱体高径比、球形芯材短轴长轴比以及纤维缠绕复合材料表层壁厚比和缠绕角度为结构优化设计参数,以比吸能效率和冲击峰值载荷为评价指标的多目标优化模型。采用分级递进优化方法将多目标优化模型分解为两级单目标优化子模型,并通过有限元软件Abaqus得到不同子模型的碰撞响应。结合径向基函数构造近似函数模型,并采用第二代非劣排序遗传算法对结构优化设计参数进行两级递进求解,得到耐撞性能最优的结构单元。进一步开展的试验验证和破坏模式分析表明,优化设计后结构单元的耐撞吸能水平得到大幅提高,从而验证了该多目标优化分析模型的有效性。     

再入快速抵达轨迹优化设计方法

针对再入初始速度大、飞行时间约束苛刻的轨迹设计问题,提出一种基于遗传算法和攻角+倾侧角联合优化的再入快速抵达轨迹优化设计方法。该方法在再入初段利用较大攻角迅速减小弹道倾角和拉平弹道,在再入后段/滑翔段联合设计和优化攻角+倾侧角变化规律以显著降低终端飞行速度,同时满足终端高度、终端航向角、最大动压、最大热流等约束条件。该方法能够提升传统升力体飞行器再入快速到达能力并拓展其应用范围。仿真结果表明,在典型飞行器参数和较大初始再入速度条件下,全程飞行时间小于12 min,终端速度能够小于7Ma,横向机动距离超过800 km。     

电缆隧道中细水雾灭火系统的试验评价与优化设计

细水雾作为哈龙灭火剂的重要替代技术,在电缆隧道中具有广阔的应用前景。然而由于其灭火机理的复杂性,在细水雾灭火系统的设计中不能完全依赖于一般性原则或统一的标准。以浦东国际机场二期工程电缆隧道高压细水雾保护系统的实际应用为例,通过建立全尺度的模拟试验,对细水雾灭火系统设计参数的有效性和科学性进行评估,优化系统设计,以满足电缆隧道特殊的消防安全需求。研究结果表明该方法为细水雾系统设计达到有效性、安全性、经济性的统一提供了合理解决途径。     

遗传算法处理导弹一体化优化中隐式约束问题探讨

在详细分析模式定理及典型遗传算法运行机理基础上,针对"隐式约束"问题,创造性地对其进行了适应性改造,并证明了其收敛性。仿真算例及工程实践问题表明,该方法有极强的全局寻优及高速收敛能力,是值得推荐使用的有效方法之一。     

导弹起竖机构驱动方式优化

为提高导弹起竖机构的快速性和稳定性,对起竖机构的驱动方式进行优化。首先基于Matlab/Simulink和Abaqus建立起竖机构的数学模型和动力学模型,将两类模型仿真得到的油缸载荷进行对比,表明两类模型的正确性;其次,推导驱动方式优化设计数学模型,编写s函数对优化设计模型进行计算;最后,对优化后驱动方式进行仿真分析,表明优化后驱动方式能够有效地提高起竖机构的快速性和稳定性。     

船舶动力机械混合隔振系统的优化设计

综合分析了混合隔振的原理,揭示了混合隔振的实质就是被动隔振系统和主动隔振系统的多目标联合优化问题.针对船舶中常用的双层隔振系统,进行了混合隔振优化设计和数值仿真.仿真结果表明,混合隔振技术在船舶动力机械隔振方面有着广阔的应用前景.     

无人机姿态控制系统的优化设计与仿真

应用线性二次型性能指标的最优控制理论,对无人机姿态控制系统进行了优化设计,通过仿真实现了系统的最优调节。在设计和仿真过程中,借助于MATLAB最优控制工具箱及有关命令,使设计变得简单、效率得到提高。