基于浮点编码遗传算法的行星轮系折叠机构优化设计

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1、第4卷第3期2013年8月航空工程进展ADVANCESINAERONAUTICALSCIENCEANDENGINEERINGV01．4No．3Aug．2013文章编号：16748190(2013)03—280—05基于浮点编码遗传算法的行星轮系折叠机构优化设计弥晓亮，赵美英，孟毛毛，万小朋(西北工业大学航空学院，西安710072)摘要：针对折叠机翼变体飞机，设计一种适合装配在变体飞机小空间的行星轮系折叠机构。在系统研究行星轮系设计目标、设计变量和约束条件的基础上，基于浮点编码遗传算法，使用MATI。AB优化工

2、具箱对其主要参数进行优化。结果表明：相对于安全系数法，浮点编码遗传算法可减轻结构重量16．7％，使折叠机构在满足设计指标的情况下达到质量最轻的目的；采用浮点编码遗传算法进行优化求解是行星轮系机构设计的一种行之有效的优化设计方法。关键词：折叠机构；行星轮系；遗传算法；轮系优化中图分类号：V229；THl32．41文献标识码：ABasedontheFloating。pointCodedGeneticAlgorithmPlanetaryGearTrainFoldingMechanismOptimizationDes

3、ignMiXiaoliang，ZhaoMeiying，MengMaomao，WanXiaopeng(SchoolofAeronautics，NorthwesternPolytechnicalUniversity，Xi’an710072，China)Abstract：Accordingtothefoldingwingmorphingaircraft，aplanetarygeartrainoffoldingmechanismisde—signed，whichsuitsassemblyinthesmallspace

4、ofmorphingaircraft．0nthebasisofthesystematicstudyoftheplanetarygeardesigngoals，variablesandconstraints，themainparametersareoptimizedbyusingthefloating—pointcodedgeneticalgorithm，andtheMATI．ABoptimizationtooIbox．Researchshowsthatbyusingfloating—pointcodedgen

5、eticalgorithmthestructureweightcanbereducedby16．7％comparedwiththesafetycoefficientmethod，andtheminimumweightofthefoldingmechanismisachievedinthecaseofmeetingthedesignspecifi—cations．Thereforethefloating—pointcodedgeneticalgorithmoptimizations01utionforpIane

6、tarygearmechanismdesignisaneffectiveoptimaldesignmethod．Keywords：foldingmechanism；planetarygeartrain；geneticalgorithm；gearoptimizationO引言变体飞机在飞行过程中可以改变外形，以适应多变的飞行环境，完成多种任务使命。与传统飞机不同，变体飞机可以有效地实现外形的分布式、连续式变形，因此需要更先进的技术、工艺来进行设计与加工。设计者需要在变体飞机的气动外形、作收稿日期：2012一07

7、10；修回日期：2012一0830通信作者：弥晓亮，mi—xiaoliang@163．com动机构、结构强度、操纵性与稳定性、控制系统等方面进行探索与创新。折叠机翼变体飞机模仿老鹰的飞行姿态，改变机翼面积和展弦比，从而兼顾飞机高速飞行时的机动性能和低速飞行时的续航性能，是变体飞机中容易实现且能够有效提升飞行性能的一种飞行器。洛马公司设计了折叠机翼变体飞机，该机采用热聚合激励器、压电作动器和形状记忆蒙皮折叠机翼，但是由于所使用的智能材料机构仍处于试验阶段，没有实用化。设计一种技术成熟、简单可靠的机械折叠机构是进

8、一步深入研究折叠机翼变体飞第3期弥晓亮等：基于浮点编码遗传算法的行星轮系折叠机构优化设计28l机的必要条件。在机械折叠机构的研究设计中，严子馄[11设计分析了齿轮啮合机构；金鼎[2]设计分析了涡轮蜗杆机构。前苏联的苏一27K、美国的F一18等舰载机大量使用液压连杆机构，T．F．Fitzgib—bon[31的U．S．Patent5310138详细介绍了一种液压连杆机构。本文在对折叠机翼变体飞机的折叠机