一體化公用服務(wù)艙結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計.pdf

1、公用服務(wù)艙是一體化飛行器公用服務(wù)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)主體。本文圍繞推進系統(tǒng)（儲箱）和設(shè)備進行一體化設(shè)計。提出公用服務(wù)艙結(jié)構(gòu)模塊化設(shè)計，以及在一體化、模塊化設(shè)計基礎(chǔ)上的結(jié)構(gòu)優(yōu)化方案。本文所提出的一體化公用服務(wù)艙結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計方案，具備良好的工程應(yīng)用價值。
　　首先簡要介紹了本文的工程實際應(yīng)用背景，闡明了本文研究的出發(fā)點和意義。然后對目前公用服務(wù)艙結(jié)構(gòu)設(shè)計和結(jié)構(gòu)優(yōu)化相關(guān)問題的研究現(xiàn)狀進行了歸納和總結(jié)。給出了公用服務(wù)艙的模塊化設(shè)計，提出適用于承力筒

2、設(shè)計的基本結(jié)構(gòu)單元和單元組合方式。公用服務(wù)艙結(jié)構(gòu)模塊化設(shè)計在縮短衛(wèi)星制造周期，降低制造成本這一類工程問題中有顯著的優(yōu)勢。
　　討論了常用的蜂窩板等效理論的適用性，并在夾心板理論的基礎(chǔ)上提出了包含蜂窩芯層特征參數(shù)的蜂窩板夾層結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計方法。通過引進蜂窩胞元壁厚邊長比為一設(shè)計變量，將正交異性材料的眾多參數(shù)關(guān)聯(lián)到這個單一變量，應(yīng)用MSC.Nastran為解算器，優(yōu)化效果良好。
　　從連續(xù)化方法的角度來研究模塊組合優(yōu)化問題，提出了

3、求解模塊組合優(yōu)化問題的方法，特點是以模塊序號為設(shè)計變量，構(gòu)造模塊單元集的特性曲線，建立起等價的連續(xù)優(yōu)化模型，然后利用連續(xù)優(yōu)化軟件進行求解。使得只需利用通用結(jié)構(gòu)優(yōu)化軟件求解相應(yīng)的連續(xù)優(yōu)化問題即可求解原問題松弛問題的最優(yōu)解，結(jié)合分支定界法可以求得原離散問題的最優(yōu)解。數(shù)值算例表明了所提出方法的可行性和有效性。
　　最后，將模塊組合優(yōu)化方法應(yīng)用于某公用服務(wù)艙的結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計。首先建立起了離散變量結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計問題的模塊組合優(yōu)化問題，然后利用所