基于遗传算法的飞机复合材料结构装配压紧力大小与布局的优化

论文摘要

针对飞机复合材料结构装配时出现间隙的问题,考虑用压紧力消除间隙可能引起层合板产生损伤,提出了基于遗传算法的压紧力大小和布局的优化算法。结合有限元分析方法,考虑压紧机构之间的干涉问题,以复合材料分层损伤为约束条件,以间隙消除率为优化目标,建立了压紧力大小和布局的优化模型。以复合材料翼盒为例,建立基于内聚力单元的有限元模型,使用上述方法优化复合材料壁板上的压紧力大小和布局。将优化后得到的压紧力方案在有限元模型上进行验算,计算间隙消除率并分析应力应变状态和分层损伤情况。结果表明,优化后的方案能够在不使壁板产生分层损伤的前提下提高间隙消除率,并且能够使壁板的应力和应变分布趋于均匀。当装配间隙的初始值为0.2～0.8mm时,优化后的方案使间隙消除率提高至77.4%～100%,比优化前的方案提高了19.2%～177.8%。

论文目录

• 1 问题描述
• 2 模型的建立与简化
•   2.1 复合材料翼盒模型的建立
•   2.2 复合材料翼盒模型的简化
• 3 优化模型的建立与求解
•   3.1 复合材料翼盒优化模型的建立
•     3.1.1 设计变量
•     3.1.2 优化目标
•     3.1.3 约束条件
•     3.1.4 数学模型
•   3.2 复合材料翼盒优化模型的求解
•     3.2.1 参数设置和初代群体
•     3.2.2 干涉检查与修补
•     3.2.3 有限元分析
•     3.2.4 个体适应度评估
•     3.2.5 遗传算子操作
•     3.2.6 精英解保留策略
•     3.2.7 终止条件
• 4 实例分析
•   4.1 复合材料翼盒有限元模型的建立
•   4.2 复合材料翼盒有限元结果分析
• 5 结论

文章来源

类型: 期刊论文

作者: 张秋月,安鲁陵,岳烜德,李志辉,国佳

关键词: 飞机装配,复合材料结构,装配压紧力,力控制技术,遗传算法

来源: 复合材料学报 2019年06期

年度: 2019

分类: 工程科技Ⅰ辑,工程科技Ⅱ辑

专业: 材料科学,航空航天科学与工程

单位: 南京航空航天大学江苏省精密与微细制造技术重点实验室,哈尔滨飞机工业集团有限责任公司

基金: 江苏省精密与微细制造技术重点实验室基本科研业务重点项目(ZAA1400105)

分类号: TB33;V262.4

DOI: 10.13801/j.cnki.fhclxb.20180816.001

页码: 1546-1557

总页数: 12

文件大小: 942K

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