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通过全局/局部建模方法对翼盒进行多尺度最小重量设计。 (英语) Zbl 1468.90097号

小结:在这项工作中,提出了一种基于全局-局部建模方法的轻质结构多尺度优化策略。该方法应用于民用飞机的真实机翼结构。机翼的初步设计可以表述为一个约束优化问题,涉及不同规模结构的若干要求。提出的战略有两个主要特点。首先,通过包含每个问题规模中涉及的所有设计变量,从最一般的意义上描述问题。其次,考虑了两个尺度:(i)结构宏观尺度,其中使用了低维数值模型;(ii)结构介观尺度(或组件级),其中涉及增强模型。特别是,在全球和局部尺度上评估结构响应,避免使用近似分析方法。为此,将全参数全局和局部有限元模型与内部遗传算法相结合。细化模型仅针对结构的最关键区域创建,并通过专用子建模方法与全局模型相关联。

MSC公司:

90C26型 非凸规划,全局优化
90立方 非线性规划
90立方厘米 灵敏度、稳定性、参数优化
90 C90 数学规划的应用
第74S05页 有限元方法在固体力学问题中的应用
74K99型 薄体、结构
PDF格式BibTeX公司 XML格式引用
全文: 内政部 哈尔

参考文献:

[1] Wignot,J.、Combs,H.、Ensrud,A.:圆形壳体支撑框架的分析。技术说明929。NACA(1944年)
[2] Kuhn,P.,Peterson,J.,Levin,L.:对角线张力概述。技术说明2661。NACA(1952年)
[3] Gerard,G.,《压缩元件的破坏强度》,J.Aerosp。科学。,25, 1, 37-52 (1958) ·数字对象标识代码:10.2514/8.7482
[4] Niu,M.:机身结构设计:关于飞机结构的实用设计信息和数据。Conmilit Pr(1988)
[5] Bruhn,E.,《飞行器结构分析与设计》(1973年),辛辛那提:三州偏移公司,辛辛纳提
[6] Grihon,S.、Samuelides,M.、Merval,A.、Remouchamps,A.、Bruyneel,M.,Colson,B.、Hertel,K.:机身结构优化。内容:民用航空多学科协同设计优化进展。《航空航天进展》,AIAA(2009年)。doi:10.2514/4.867279
[7] O.休斯。;戈什,B。;Chen,Y.,《加强板同时局部和整体屈曲的改进预测》,薄壁结构。,42, 6, 827-856 (2004) ·doi:10.1016/j.tws.2004.01.003
[8] Stamatelos,D。;拉贝斯,G。;Tserpes,K.,各向同性和正交异性加筋板局部屈曲和后屈曲行为的分析计算,薄壁结构。,49, 3, 422-430 (2011) ·doi:10.1016/j.tws.2010.11.008
[9] Sobieszczanski,J。;Loendorf,D.,机身结构自动设计的混合优化方法,J.Aircr。,9, 12, 805-811 (1972) ·数字对象标识代码:10.2514/3.59080
[10] 费舍尔,M。;肯尼迪,D。;Featherston,C.,轻型结构优化的多级框架,Proc。仪器机械。工程部分G J.Aerosp。工程,226,4,380-394(2012)·数字对象标识代码:10.1177/095441001141637
[11] Venkataraman,S。;Haftka,R.,《结构优化复杂性:摩尔定律为我们做了什么?》?,结构。多磁盘。最佳。,28, 6, 375-387 (2004) ·doi:10.1007/s00158-004-0415-y
[12] Hirai,I。;王,B。;Pilkey,W.,《有限元分析的一种有效缩放方法》,国际J·数值。方法工程,20,9,1671-1683(1984)·Zbl 0544.73097号 ·doi:10.1002/nme.1620200910
[13] Sun,C。;Mao,K.,适用于并行计算的全局-局部有限元方法,Compute。结构。,29, 2, 309-315 (1988) ·Zbl 0634.73063号 ·doi:10.1016/0045-7949(88)90264-7
[14] 毛,K。;Sun,C.,一种改进的全局-局部有限元分析方法,国际J·数值。方法工程,32,1,29-43(1991)·Zbl 0825.73818号 ·doi:10.1002/nme.1620320103
[15] Whitcomb,J.,迭代全局/局部有限元分析,计算。结构。,40, 4, 1027-1031 (1991) ·doi:10.1016/0045-7949(91)90334-I
[16] Cormier,N。;Smallwood,B。;辛克莱,G。;Meda,G.,《应力集中的攻击性子模型》,《国际数值杂志》。方法工程,46,6,889-909(1999)·Zbl 0977.74581号 ·doi:10.1002/(SICI)1097-0207(19991030)46:6<889::AID-NME699>3.0.CO;2楼
[17] O.达巴尼哈。;Kipouros,T.,《飞机机翼质量估算方法综述》,Aerosp。科学。技术。,72, 256-266 (2018) ·doi:10.1016/j.ast.2017.11.006
[18] 贝纳瓦利,A。;Kachel,S.,《使用商业软件集成对飞机机翼进行多学科设计优化》,Aerosp。科学。技术。,92, 766-776 (2019) ·doi:10.1016/j.ast.2019.06.040
[19] 赵,A。;邹,H。;Jin,H。;Wen,D.,Aerosp创新型全自适应可变弯度机翼的结构设计和验证。科学。技术。,89, 11-18 (2019) ·doi:10.1016/j.ast.2019.02.032
[20] O.达巴尼哈。;Kipouros,T.,高保真结构模型对使用设计优化的飞机机翼预测质量的影响,Aerosp。科学。技术。,79, 164-173 (2018) ·doi:10.1016/j.ast.2018.05.043
[21] Arrieta,A。;Stritz,AG,具有损伤容限要求的飞机结构优化设计,结构。多磁盘。最佳。,30, 155-163 (2005) ·doi:10.1007/s00158-004-0510-0
[22] Ciampa,P.、Nagel,B.、Tooren,M.:运输飞机机翼的全球局部结构优化。包含:第51届AIAA/ASME/ASCE/AHS/ASC结构。,结构动力学与材料会议(2010)
[23] Chedrik,V.:飞机结构在应力、屈曲和气动弹性约束下的两级设计优化。参加:第十届世界结构和多学科优化大会(2013年)
[24] Liu,Q.,Mohamed,J.,Sameer,B.M.,Rakesh,K.K.:机翼的整体机翼和局部面板优化。包含:第56个AIAA/ASCE/AHS/ASC结构。结构动力学与材料会议(2015)
[25] 蒙特默罗,M.:波尔多大学Hdr论文,对优化轻量化结构的设计策略的发展做出了贡献。统一资源定位地址http://hdl.handle.net/10985/15155 (2018)
[26] 蒙特默罗,M。;文森蒂,A。;Vannucci,P.,复合材料模块化结构全局优化设计的两级程序——应用于飞机机翼设计。第1部分:理论公式,J.Optim。理论应用。,155, 1, 1-23 (2012) ·Zbl 1255.90099号 ·doi:10.1007/s10957-012-0067-9
[27] 蒙特默罗,M。;文森蒂,A。;Vannucci,P.,复合材料模块化结构全局优化设计的两级程序——应用于飞机机翼设计。第2部分:数值方面和示例,J.Optim。理论应用。,155, 1, 24-53 (2012) ·Zbl 1255.90098号 ·doi:10.1007/s10957-012-0070-1
[28] 蒙特默罗,M。;Catapano,A。;Doroszewski,D.,《同时优化蜂窝夹芯板形状和材料的多尺度方法》,Compos。B部分工程,91,458-472(2016)·doi:10.1016/j.composites.2016.01.030
[29] 蒙特默罗,M。;Catapano,A。;Buttazzo,G。;Frediani,A.,变角丝束层压板优化设计的新范式,变分分析和航空航天工程:未来航空航天的数学挑战(2016),纽约:Springer,纽约·Zbl 1355.93004号 ·doi:10.1007/978-3-319-45680-5
[30] 科斯塔·G。;蒙特默罗,M。;Pailhès,J.,非均匀有理基样条框架中曲线拟合的通用混合优化策略,J.Optim。理论应用。,176, 1, 225-251 (2018) ·Zbl 1397.90279号 ·doi:10.1007/s10957-017-1192-2
[31] 蒙特默罗,M。;Catapano,A.,《关于在多尺度方法中有效整合可制造性约束以设计可变角度层压材料》,Compos。结构。,161, 145-159 (2017) ·doi:10.1016/j.compstruct.2016.11.018
[32] 蒙特默罗,M。;密歇根州伊兹;JE Yagoubi;Fanteria,D.,《具有非常规堆叠顺序的最小重量复合板:设计、分析和实验》,J.Compos。材料。,53, 16, 2209-2227 (2019) ·doi:10.1177/0021998318824783
[33] Panettieri,E。;蒙特默罗,M。;Catapano,A.,极参数空间中复合材料层压板的混合约束,合成。B部分工程,168,448-457(2019)·doi:10.1016/j.compositesb.2019.03.040
[34] 蒙特默罗,M。;Pagani,A。;佐治亚州菲奥迪利诺;佩尔斯,J。;Carrera,E.,设计复合材料加筋板的通用多尺度两级优化策略,Compos。结构。,201, 968-979 (2018) ·doi:10.1016/j.com.pstruct.2018年6月19日
[35] 空客A320飞机机场和维护规划特征,空客公司技术代表,《客户服务技术数据支持和服务》(2010年)。https://www.airbus.com/aircraft/support-services/airport-operations-and-technical-data/airraft-characteristics.html
[36] Raymer,D.P.:飞机设计:概念方法。美国航空航天学会教育系列(1989年)
[37] UG Goranson,《飞机维护和维修中的疲劳问题》,《国际疲劳杂志》,第20、6、413-431页(1998年)·doi:10.1016/S0142-1123(97)00029-7
[38] 技术说明2751,国家航空咨询委员会
[39] Gerard,G.,《压缩结构的最小重量分析》(1956),纽约:纽约大学出版社,纽约
[40] 蒙特默罗,M。;文森蒂,A。;Vannucci,P.,用遗传算法处理约束的自动动态惩罚方法(ADP),计算。方法应用。机械。工程,256,70-87(2013)·Zbl 1352.90107号 ·doi:10.1016/j.cma.2012.12.009
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