基于變密度法的連續(xù)體拓?fù)鋬?yōu)化技術(shù)及其應(yīng)用研究.pdf

1、自適應(yīng)機(jī)翼能使飛機(jī)在飛行過程中根據(jù)飛行任務(wù)的具體要求實(shí)時(shí)調(diào)整機(jī)翼的形狀，從而獲得高的飛行品質(zhì)，在未來飛機(jī)設(shè)計(jì)中有著廣闊的應(yīng)用前景。形狀變化柔性機(jī)構(gòu)能夠?qū)崿F(xiàn)形狀連續(xù)變化，這一點(diǎn)恰恰符合了自適應(yīng)機(jī)翼的設(shè)計(jì)要求。為此，本文以使用形狀變化柔性機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)自適應(yīng)機(jī)翼的設(shè)計(jì)為目的，研究了柔性機(jī)構(gòu)拓?fù)鋬?yōu)化的基本理論。主要工作包括： 首先，系統(tǒng)地研究了國內(nèi)外關(guān)于自適應(yīng)機(jī)翼和柔性機(jī)構(gòu)的研究現(xiàn)狀，提出了應(yīng)用柔性機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)自適應(yīng)機(jī)翼形狀變化的設(shè)計(jì)思想和方法

2、。 其次，研究了連續(xù)體拓?fù)鋬?yōu)化技術(shù)中各種密度差值模型的種類、特點(diǎn)，各種數(shù)值不穩(wěn)定現(xiàn)象的定義、產(chǎn)生機(jī)理和消除方法，優(yōu)化準(zhǔn)則(Oc)法和移動(dòng)漸近線(MMA)法兩種常用的優(yōu)化算法。通過MATLAB編程實(shí)例分析確定了懲罰因子、濾波半徑等參數(shù)的合理取值范圍，對比了優(yōu)化準(zhǔn)則(OC)法和移動(dòng)漸近線(MMA)法的計(jì)算效率，為進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)形狀變化柔性機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)提供了理論基礎(chǔ)。 研究了柔性機(jī)構(gòu)拓?fù)鋬?yōu)化模型的建立、位移敏度求解技術(shù)等關(guān)鍵技術(shù)。通

3、過MATLAB編程以位移反向器，夾鉗機(jī)構(gòu)的拓?fù)鋬?yōu)化為例，分析了模擬彈簧剛度系數(shù)、材料用量對于優(yōu)化結(jié)果和計(jì)算效率的影響，驗(yàn)證了文中柔性機(jī)構(gòu)優(yōu)化模型和理論的正確性。 最后，以實(shí)際位移與目標(biāo)位移之間的偏差最小為目標(biāo)，建立了實(shí)現(xiàn)機(jī)翼前緣形狀連續(xù)變化柔性機(jī)構(gòu)的拓?fù)鋬?yōu)化模型，使用本文所建立的理論Matlab編程實(shí)現(xiàn)了其拓?fù)鋬?yōu)化設(shè)計(jì)。采用Ansys9.0對優(yōu)化結(jié)果進(jìn)行了仿真分析，并使用ABS材料試制了該柔性機(jī)構(gòu)。試驗(yàn)和分析結(jié)果都證明了模型的正