大跨度柔性机翼模拟梁结构设计及其优化

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1、西安电子科技大学学位论文独创性(或创新性)声明秉承学校严谨的学风和优良的科学道德，本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢中所罗列的内容以外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果；也不包含为获得西安电子科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中做了明确的说明并表示了谢意。申请学位论文与资料若有不实之处，本人承担一切的法律责任。本人签名：日期西安电子科技大学关于论文使用授权

2、的说明本人完全了解西安电子科技大学有关保留和使用学位论文的规定，即：研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属西安电子科技大学。学校有权保留送交论文的复印件，允许查阅和借阅论文；学校可以公布论文的全部或部分内容，可以允许采用影印、缩印或其它复制手段保存论文。同时本人保证，毕业后结合学位论文研究课题再撰写的文章一律署名单位为西安电子科技大学。(保密的论文在解密后遵守此规定)本学位论文属于保密，在年解密后适用本授权书。本人签名：日期导师签名：日期摘要为了模拟真实飞机机翼的管路环境，需要设计一种结构简单，且

3、又能模拟机翼在指定提升高度下的变形对其液压管路影响的试验系统。本文研究了该系统中大跨度柔性机翼模拟梁的结构设计及优化，最终获得一组最优方案。首先，本文完成了优化设计相关的关键技术的探讨。探索了基于Pro/e和AnsysWorkbench的优化设计流程，重点研究了Pro/e与AnsysWorkbench之间的协同仿真技术以实现参数的建模和传递，并阐述了DesignExplorer优化模块中的实验设计技术。其次，论文进行了典型工字型简支梁结构优化设计的实例验证。建立了工字型简支梁优化问题的数学模型，并对比An

4、sysWorkbench中多目标遗传算法优化和Isight中梯度优化法进行优化得到的两组优化结果。通过验证，加深了对多目标遗传算法的理解，以及对AnsysWorkbench中优化技术的应用。之后，对机翼模拟梁进行结构设计。依次尝试设计了铝管等截面梁模型、钢板等截面梁模型和钢板变截面梁模型三种方案，并分别对其进行有限元仿真分析校核，确定以钢板变截面梁模型作为机翼模拟梁的初始方案。最后，基于钢板变截面梁模型初始方案进行优化设计。建立了涉及到尺寸优化和形状优化类型的双目标机翼模拟梁优化数学模型，然后对其进行响应

5、面分析和优化分析。最终在通过多目标遗传算法优化获得的Pareto最优解集中选取一组作为优化方案。分析结果表明机翼模拟梁在满足强度要求的前提下，大大地提高了其变形位移曲线拟合精度。关键词：机翼模拟梁结构设计优化设计多目标遗传算法Pareto最优解集AbstractInordertosimulatetherealhydraulicpipesenvironmentinaircraftwing,itisverynecessarytofabricateatestsystem,simpleinstructurerel

6、ativelyandcapableofsimulatingthewing’sdeformationinfluenceonthehydraulicpipes.Thispaperstudiesthestructuraldesignandoptimizationdesignofalarge-spanflexiblewinganalogbeaminthesystem,andfinallyanoptimalstructureisconcluded.Firstly,thekeytechnologyinvolvedin

7、theoptimizationdesignisdiscussed.ThentheoptimizationdesignprocessbasedonPro/eandAnsysWorkbenchisexplored.ThepapermainlystudiesthecollaborativesimulationtechnologybetweenPro/eandAnsysWorkbenchtorealizethemodelingandtransferringofparametersandexpoundsthedes

8、ignofexperimentstechniqueintheoptimizationmoduleDesignExplorer.Secondly,astructureoptimizationdesignexampleofatypicalI-shapedsimplysupportedbeamiscompleted.Thenamathematicalmodelofanoptimizationproblemforthesimplysu