桿式應(yīng)變天平優(yōu)化設(shè)計(jì)方法研究與應(yīng)用.pdf

1、風(fēng)洞天平是風(fēng)洞測(cè)力實(shí)驗(yàn)中最關(guān)鍵的設(shè)備，而隨著風(fēng)洞測(cè)力實(shí)驗(yàn)范圍的不斷拓寬，測(cè)量要求的不斷提高，應(yīng)變式風(fēng)洞天平以其眾多獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)成為高/低速風(fēng)洞中使用最為廣泛的測(cè)力裝置。
　　怎樣高效率的設(shè)計(jì)出高性能的應(yīng)變天平是應(yīng)變天平設(shè)計(jì)工作中最關(guān)心的問(wèn)題，本文針對(duì)這一問(wèn)題，進(jìn)行了深入的研究后，提出了以最優(yōu)剛度理論為基礎(chǔ)的優(yōu)化設(shè)計(jì)新思路，即各個(gè)分量的測(cè)量單元在滿量程載荷作用下，以各自的輸出應(yīng)變值都統(tǒng)一接近于某一個(gè)確定的設(shè)計(jì)參考值為第一級(jí)優(yōu)化目標(biāo)，在

2、此目標(biāo)基礎(chǔ)上再以尋找天平各個(gè)自由度方向上整體綜合剛度最佳為次級(jí)優(yōu)化目標(biāo)，并在滿足強(qiáng)度、幾何外形等條件下完成天平的參數(shù)優(yōu)化設(shè)計(jì)。在優(yōu)化的數(shù)學(xué)模型的建立后，應(yīng)用數(shù)學(xué)軟件平臺(tái)，編寫(xiě)有約束非光滑多目標(biāo)的優(yōu)化計(jì)算程序，高效的給出設(shè)計(jì)變量?jī)?yōu)化后的數(shù)值解。然后，應(yīng)用優(yōu)化計(jì)算得到的設(shè)計(jì)參數(shù)建立應(yīng)變天平的參數(shù)模型，運(yùn)用有限元方法模擬分析天平的各個(gè)工作狀態(tài)，并求出各個(gè)工況下天平各個(gè)分量的輸出，以此對(duì)理論設(shè)計(jì)進(jìn)行驗(yàn)證。有限元方法還可以對(duì)天平的各分量之間輸出干