一种基于承载效率准则的复合材料机翼结构布局优化方法(英文)

提出一种针对大型复合材料机翼结构的二级布局优化策略。系统级根据结构形变调整设计指标,子系统级优化结构布局以满足系统级约束。将机翼壁板中各种临界失效载荷的接近程度作为评判结构效率的标准,通过将结构效率作为优化目标,保证了所求解问题的连续性。加筋壁板通过等效的正交异性板模拟,并根据能量原理预测总体失稳载荷。讨论了加强筋支持弹性对于蒙皮抵抗局部失稳性能的影响,并通过神经网络代理模型对其进行逼近。采用解析模型对失效特性做出评估,减少了计算资源的占用。最后以一种大型机翼结构的综合优化作为算例,计算结果满足设计要求,验证了该方法的可行性。     

结构刚度对翼根螺栓组载荷分布的影响

 由于静不定结构中载荷按刚度分配，对于机翼翼根采用螺栓组连接的结构，其连接螺栓承受的载荷会随结构刚度变化。为考察螺栓载荷随结构刚度的分布特点，结合某新型地效飞行器的机翼结构分析工作，在PATRAN/NASTRAN环境下对该机在翼根附近的主要结构进行了有限元建模。主要研究了因机翼剖面形状导致翼根各处刚度不一致而对螺栓载荷分配造成的影响。另外，考虑到中央翼的桁条对提高其支持刚度也会起到一定作用，因此，比较了中央翼带桁条与不带桁条两种情况下螺栓的受力特性。通过局部模型的有限元分析，总结出一些螺栓载荷的变化规律。得出的结论对于类似的地效飞行器或轻型飞机翼根连接设计具有一定参考价值。     

基于多级代理模型的优化算法

在仿真优化中高精度的仿真模型大多难以实现,本文提出一种由全局和局部代理模型共同作用的多级代理模型,并与仿真优化相结合提出基于多级代理模型的仿真优化算法.运用Kriging近似理论和RBF神经网络分别构建全局代理模型和局部代理模型,并在仿真优化的过程中在线更新代理模型.通过算例对算法进行验证,结果表明多级代理模型具有良好的逼近能力,基于多级代理模型的仿真优化方法具有良好的鲁棒性和寻优性能.     

飞机概念设计中的外形参数化模型的研究

在现代CAD造型技术的支持下．飞机外形的参数化模型可以成为飞机概念设计中总体布局、方案比较、外形设计和总体参数优化设计的重要工具。本文结合NURBS的造型功能和解析函数曲线易于控制的特点，采用外形的控制方程和实体的具体表示各自独立的方法。在ACIS几何造型平台上建立了一套飞机外形的参数化设计模型。本文研究的参数化模型可以把原来飞机外形复杂的画图过程转化为飞机外形的自动化设计过程，从而提高飞机外形设计的可设计性和可计算性。在文中还深入研究了飞机外形的参数化模型在飞机概念设计中的作用和意义。分析了模型在飞机概念设计过程中的数据传递过程，说明本文研究的参数化模型可以进一步促进飞机概念设计中多学科优化设计方法的应用。     

SOM人工神经网络在客机零部件故障诊断中的应用研究

现代客机在使用过程中不可避免地会发生各种故障，故障诊断对保证飞行安全十分重要，本文将基于概率的数学方法与专家经验相结合对其进行故障诊断。Kohonen的自组织特征映射（Self-organizing map,SOM）人工神经网络在输出上可反映出输入学习样本的概率密度分布，且无需知道样本的概率分布的先验知识，兼具函数逼近功能。本文将SOM引入这一领域，用于计算飞机零部件发生故障的概率，以及实现数学方法计算结果与专家经验的结合，实际应用说明了该方法的可行性。     

基于退火惩罚混合遗传算法求解生产批量计划问题

针对以获得最低生产成本为目的的批量生产计划问题，提出了该问题的混合整数规划模型，首先，根据单级多资源批量计划问题的特点提出了问题的数学描述，；然后根据该数学问题的复合性，利用遗传算法的随机搜索和进行化过程寻找问题的全局最优解，为了防止适应度函数的过早收敛，引入退火惩罚因子对适应度函数进行处理，使得获得全局优解的可能性加大，实验结果表明，该方法能获得比传统遗传算法更为理想的近似最优解。     

多学科设计优化算法及其在飞行器设计中应用

 多学科设计优化(MDO)算法是复杂系统设计优化的策略。对现有的各种MDO算法及其在飞机设计中应用状况进行分析、归纳和评述。内容包括:MDO问题的表述及其有关术语;MDO算法的任务;现有的MDO算法及其应用。     

大型客机故障诊断初探

对现代大型客机的故障来源、故障诊断过程以及故障诊断特点等方面进行了初步探讨。指出开发飞机故障诊断专家系统可以提高机务工作水平，储存、整理和推广各位专家的宝贵经验，克服专家数量不足的矛盾以及单个专家的局限性。     

威布尔分布在飞机系统使用可靠性评估中的应用

现代飞机维修理论是以维修指导小组(简称MSG)思想和用可靠性方法控制的维修原理相结合的维修,基于这种维修理论,航空公司针对不同的飞机使用情况,制定不同的维修方案,而对飞机使用可靠性的正确评估,是科学制定维修方案的重要依据,也是衡量维修方案制定的是否可靠、有效的依据.正确、科学地确定飞机系统的可靠性是一项重要又困难的工作.     

升力体外形设计的代理模型优化方法

面向飞行器概念设计提出了一种将类型函数/形状函数变换技术与代理模型技术及全局优化算法相结合,实现升力体外形多目标优化的设计策略.类型函数/形状函数变换技术能够通过调整少量尺寸参数或类型函数/形状函数控制参数衍生出多种设计构型.选用最优拉丁超立方抽样完成实验设计,将径向基函数作为近似方法构建代理模型,并通过序贯采样后验策略改善代理模型拟合优度.在Ma 6,迎角20°设计点处搭建了升力体简化外形的气动分析代理模型.应用NSGA -Ⅱ多目标遗传算法实现了以升阻比和容积利用率最大化为目标的折衷优化,得到包含一系列改进设计方案的Pareto -解集,其中,各构型目标响应相对实际分析值误差均在6.1％以内,表明该方法既可以通过代理模型大幅提升设计效率,降低应用全局优化算法的计算复杂度,又能够得到满足概念设计精度需要的设计方案,有利于概念设计中定量高效地实现多个设计目标的折衷优化,明确飞行器外形修改方向.