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多设计目标的复合材料结构设计与优化方法研究

专 业: 飞行器设计
关键词: 复合材料壳体结构 多目标优化 遗传算法 电磁射线追踪法 有限元法并行计算
分类号: V221
形 态: 共 106 页 约 69,430 个字 约 3.321 M内容
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内容摘要


该文给出了具有多设计目标的复合材料结构特别是薄壳及厚壳结构的一体化设计方法,其研究内容主要包括以下几个方面:

系统地研究了复合材料结构的有限元计算方法,详细地给出了基与Mindlin假设前提下壳体与板壳体的有限元计算公式。

运用电皮射线追踪技术Ray Tichniques详细地研究了电磁波透过构缘介质后的电磁特性变化情况,完整地给出了 玻璃纤维或石英纤维层板和夹心结构电磁特性参数电磁波透过系数、反射系数、插入相位 移等的工程计算方法。

研究了适用于复杂工程问题多目标优化设计方法;探讨了遗传算法Genetic Algorism在复杂工程优化问题中的应用,考虑到遗传算法计算适用性好但是计算 量大的特点,该文还探讨了建立在并行计算基础上的遗传算法PAL在复合材料结构多目标 优化设计中的应用。

基于以上的研究内容,建立了飞机复合材料壳体结构考虑电磁特性及力学特性要求的多目标优化设计模型,并给出了详细的求解格式。

对国内现役最大的某型飞机雷达罩的设计,应用该方法做设计计算,得到了满足设计要求且综合性能指标较原设计有较大改进的设计结果。

该论文给出的具体工程应用的例证表明:

应用该文发展的复合材料结构设计方法对飞行器雷达罩设计时,不但能使结构的电磁波的功率透过系数最大,反射系数最小,同时也能满足结构重量最小的设计要求……

全文目录


文摘
英文文摘
绪论
第一章 复合材料板壳结构的有限元素法
1.1中厚度壳元的基本假设
1.2坐标系及单元坐标与位移
1.3单元的应力及应变
1.4复合材料弹性本构关系
1.5壳体单元的刚度矩阵计算
1.6讨论
1.7小结
第二章 复合材料结构电磁特性的工程计算方法
2.1复合材料结构的电磁特性评判指标
2.2射线追踪技术的基本假设及原理
2.3电磁波在介质分界面上的入射及反射
2.4电磁波在介质分界面上传播时的等效参数
2.5复合材料单层平板电磁特性参数的工程计算方法
2.6双层介质平板电磁特性工程计算中的一些结论
2.7 A型夹层平板电磁特性参数的工程计算方法
2.8讨论
2.9小结
第三章 多设计目标的复合材料结构优化设计方法
3.1工程优化设计的基本原理与方法
3.2复合材料结构单目标优化设计方法
3.3复合材料结构多目标优化设计方法
3.4用遗传算法求解复合材料结构优化问题
3.5使用并行计算提高遗传算法的效率
3.6讨论
3.7小结
第四章 飞行器雷达罩结构参数设计
4.1具有电磁特性要求的A夹层复合材料平板设计
4.2飞行器雷达罩结构参数设计实例
4.3讨论
4.4小结
第五章 总结
参考文献

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中图分类: > V221 > 航空、航天 > 航空 > 飞机构造与设计 > 总体设计

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