飞翼式飞行器结构布局与构件尺寸的两级优化

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1、第18卷第1期计算机辅助工程Vo1．18No．12009年3月ComputerAidedEngineeringMar．20o9文章编号：1006—0871(2oo9)ol一0027·o4飞翼式飞行器结构布局与构件尺寸的两级优化张仲桢，余雄庆，胡添元(南京航空航天大学飞行器先进设计技术国防重点学科实验室，南京210016)摘要：为优化飞翼式飞行器的结构，提出同时考虑结构布局优化和构件尺寸优化的两级优化方法．第1级优化将翼梁数量范围和位置范围作为约束，以重量最轻为优化目标，采用iSIGHT的多岛遗传算法优化结构布局；第2级优化给予第1级给定的结构布局方案，在满足应力

2、约束和位移约束的前提下，确定各构件最佳尺寸，使该结构布局方案的结构重量最轻．在第2级优化中，根据CAD外形模型和固定的结构布局参数，采用MSCPatran的PCL语言自动生成飞机的结构有限元模型，采用MSCNastran优化全机结构，并将优化结果返回给第1级．再通过两级之间的迭代获得结构布局和构件尺寸的最优设计方案．整个两级优化过程用iSIGHT集成．实例表明该方法为飞翼式飞行器结构布局和构件尺寸协同优化问题提供1种有效的解决办法．关键词：飞翼；结构布局；结构尺寸；两级优化；MSCPatran；MSCNastran；iSIGHT中图分类号：V214．19；TB1

3、15文献标志码：ATwo·leveloptimization0nstructurallayoutandcomponent·SI●Zeof⋯tlylngWl●ngal‘rcra[^t·ZHANGZhongzhen，YUXiongqing，HUTianyuan(NationalDefenseKeyLab．ofFundamentalSei．forAdvancedDesignTech．ofFlishtVehicle，NanjingUniv．ofAeronautics＆Astronautics，Nanjing210016，China)Abstract：Tooptimize

4、thestructureofflyingwingaircraft，atow—leveloptimizationmethodisproposedconsideringtheoptimizationofstructurallayoutandcomponentsizeatthesametime．Inthefirstlevel，thenumberandpositionofwingbeamaretakenastheconstraint，thelightestweightistakenastheoptimizationobject，andthestructurallayou

5、tisoptimizedbymulti-islandgeneticalgorithmofiSIGHT．Thesecondlevelisbasedonthestructurallayoutobtainedbythefirstlevel，thebestsizeofeverycomponentisconfirmedwhiletheconstraintofstressanddisplacementissatisfied，andSOthelighteststructureisobtained．Insecondlevel，accordingtotheprofilemodel

6、ofCADandthefixedparametersofthestructurallayout，thefiniteelementmodeofanaircraftmodelisautomaticallygeneratedusingPCLofMSCPatran，thestructuralsizeofthewholeaircraftisoptimizedusingMSCNastran，andtheoptimizationresultsarereturnedtothefirstleve1．Theoptimaloptimizationdeignsolutionofthes

7、tructurallayoutandcomponentsizeiSachievedbytheiterationbetweenthefirstlevelandthesecond1eve1．Theoptimizationoft}l9levelsareintegratedbyiSIGHT．11l1eexamplesindicatethatthemethodprovides—————————————————————-秘收稿日期：2008．06．02修回日期：2008．07—07作者简介：张仲桢(1984一)，男，陕西西安人，硕士研究生，研究方向为飞机一体化设计，(E-m

8、ail)wisherzh