结构优化理论及其某型飞机复合材料平尾优化设计

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1、摘要先进复合材料比强度、比刚度以及良好的抗疲劳特性等诸多优异性能为飞机结构工程设计实践广泛应用。复合材料结构设计的最大特点在于将力学设计和结构设计相结合，因此，设计变量更多，影响因素更为复杂优化设计工作显得尤为重要。本文在分析复合材料结构设计技术及优化设计方法的基础上，应用ANSYS软件环境，系统深入地研究探讨了某型在研飞机平尾复合材料结构打样设计阶段的实用优化设计技术。论文工作主要包括:深入挖掘开发了ANASYS软件所提供的技术工具和APDL语言集，实现了复杂的参数化结构有限元建模以及诸多状态变量的近似计算。这些技术的开发应用，增强了数值分析模型的通用性，建立了一个适应结构打样设计工作的条

2、件环境，也为参数化结构模型的优化设计提供了基本保证。系统深入地考虑了工程结构优化设计技术中的诸多应用细节问题，并将结构的位置参数引入优化设计技术，大大提高了优化设计技术的实用性，较传统的元件参数优化技术大大提高了优化工作效率，在工程结构优化设计实用技术方面进行了有益实践。在理论优化设计工作的基础上，根据复合材料结构的一般工程设计准则，对理论优化结果进行了重新调整处理，获得了可资工程设计实践直接应用的优化设计结果。本文通过复合材料平尾结构的优化设计工作，总结了ANSYS软件系统进行优化设计分析的一般步骤与方法，技术技巧等，对于开发大型软件系统的技术功能做出了有益尝试。关键词:先进复合材料结构，

3、实用优化设计技术，参数化建模，人NSYS系统ABSTRACTAdvancedcompositeiswidelyusedindesigningthestructureofaircrafts,forithassomeexcellentperformancessuchasexcellentfatigue,highstrengthandstiffnessratio,etc.Themajorcharacteristicofadvancedcompositefordesigningstructureisthatitcombinesthemechanicaldesignwiththestructurede

4、sign,whichgivesrisetomoredesignvariablesandcomplexinfluencingfactors,soitismoreimportanttooptimizeadvancedcompositedesignBasedontheanalysisofadvancedcompositestructuredesignanditsoptimalmethods,theauthorinthisthesissophisticatedlydiscussestheappliedoptimaldesigntechniquesofcompositelayeredpaneltail

5、-structureofadevelopingaircraftinthephaseoftheoreticallayoutdesignbyusingANSYSsystem.Herearethemaincontentsofthepaper.Thethesisexploitsin-deepthesystematictoolsandAPDLcommandsoftheANSYSforrealizingtheparameterizedfiniteelementmodelingandapproximatecalculationsofmanydesignstatevariables.Themodelingw

6、orkbroadenstheapplicabilityofnumericalfiniteelementmodelcreatesaneasy-to-goenvironmentspecialtotheoreticallayoutdesign,andalsoprovidesabasictechnicalimplementationofthestructureoptimaldesigntoparameterizedstructuremodel.Thethesistakesmorecarefulconsiderationformanyapplieddetailsinengineeringstructu

7、reoptimaltechnologyandintroducestheposition-parametersofmainload-carryingsparsintooptimaldesignvariables,whichgreatlyimprovespracticabilityofoptimaltechnologyandworking-timeefficiencycomparedwithtraditional