基于SiPESC的航天结构优化若干问题研究
发布时间：2021-05-15 22:31
本文以航天结构的优化设计为背景,结合拥有自主产权的SiPESC平台,对于航天结构中优化问题提出了效率高与适应性好的优化方案。开发了一套多目标进化算法程序,并结合该程序研究典型航天结构多目标优化,为结构优化设计提供充分的备选方案。对于遥感卫星热变形控制问题,航天结构在轨运行时,温度环境复杂。卫星底座的热变形对于高精度望远镜的正常工作影响很大。本文通过设计底座与望远镜连接的适配器结构,以连接适配器复合材料铺层角度为设计变量,以卫星底座与光学望远镜连接点平面度误差为优化目标。优化铺层角度时,需要引入层合板制造过程的工艺约束与层合板铺层规范,通过重新构造优化流程引入约束处理,使用遗传算法搜索最优设计。对于轨道飞行器舱门机构系统与密封性要求,提出以刚度匹配性能作为密封性指标的舱门锁点与结构布局优化模型,并采用子结构策略提高布局优化模型的求解效率。首先,本文以节点位移差值方式解决了舱门与边界在有限元网格节点存在不匹配的问题,建立了某轨道飞行器舱门锁点,包括位置、数量与布局的系统优化模型。考虑到布局优化问题不适合用梯度类优化算法,而智能演化算法计算量大,采用子结构策略避免非接触区域的反复计算,大幅度...
【文章来源】：大连理工大学辽宁省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：64 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
1.1 本文的研究背景和意义
1.2 SiPESC平台简介及OPT模块简介
1.3 多目标进化算法简介
1.4 本文的主要研究内容及安排
2 某遥感卫星适配器优化
2.1 问题描述
2.2 层合板铺层参数介绍
2.3 平面度误差的计算
2.3.1 平面度误差的定义
2.3.2 平面度误差的计算
2.3.3 平面度误差的程序实现
2.4 优化设计
2.4.1 模型描述
2.4.2 优化流程
2.4.3 优化结果
2.5 本章小结
3 轨道飞行器舱门锁点与结构布局优化
3.1 轨道飞行器舱门锁点与结构布局优化模型
3.2 针对舱门锁点分析的子结构方法
3.3 优化设计
3.3.1 舱门布局优化流程
3.3.2 优化结果
3.4 本章小结
4 多目标优化程序实现
4.1 需求分析
4.2 设计模式
4.3 多目标优化程序实现
4.3.1 多目标优化算法计算流程
4.3.2 多目标优化算法程序框架实现
4.4 算例测试
4.5 本章小结
5 多目标进化算法在航天结构中的应用
5.1 航天桁架多目标优化问题
5.2 小卫星多目标优化问题
5.3 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表学术论文情况
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]光学仪器高精度安装板热变形分析及优化[J]. 王领华,刘欣,吕建伟,王海英,张少华. 航天制造技术. 2017(02)
[2]一种星敏感器支架热变形控制方法[J]. 任友良,王志国,胡炳亭. 航天器工程. 2017(02)
[3]航天器在轨全周期热变形分析方法[J]. 刘国青,罗文波,童叶龙,范立佳. 航天器工程. 2016(06)
[4]面向超大规模有限元计算的通用可视化系统SiPESC.POST的设计与实现[J]. 徐良寅,李云鹏,陈飙松. 计算力学学报. 2015(02)
[5]基于改进布谷鸟算法的舱门锁定可靠性分析[J]. 秦强,冯蕴雯,叶忱,薛小锋. 航空计算技术. 2014(01)
[6]基于多因素耦合的机构可靠性仿真试验方法[J]. 孙中超,喻天翔,崔卫民,宋笔锋. 宇航学报. 2013(11)
[7]航空飞行器锁机构参数化建模仿真研究[J]. 刘霞,王三民,单宁,孙远涛. 计算机仿真. 2013(08)
[8]基于SiPESC平台的拓扑优化模块开发及应用[J]. 牛飞,梅帅,张盛,陈飙松,程耿东. 大连理工大学学报. 2013(02)
[9]民机舱门过中心锁定机构可靠性设计[J]. 晏瀛,冯蕴雯,薛小锋,冯元生. 航空计算技术. 2013(01)
[10]一种空间可展开桁架结构杆件热膨胀系数的优化设计[J]. 刘振玉,冯纪生,张庆君. 航天器工程. 2012(03)
博士论文
[1]面向新一代运载火箭的网格加筋柱壳结构优化研究[D]. 郝鹏.大连理工大学 2013
[2]结构多性能优化设计及其在航天结构设计中的应用[D]. 王斌.大连理工大学 2010
硕士论文
[1]星载天线反射器在轨热振动分析及控制[D]. 何鹏.大连理工大学 2016
[2]集成优化软件系统的研发与应用[D]. 李超.大连理工大学 2013
本文编号：3188449
【文章来源】：大连理工大学辽宁省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：64 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
1.1 本文的研究背景和意义
1.2 SiPESC平台简介及OPT模块简介
1.3 多目标进化算法简介
1.4 本文的主要研究内容及安排
2 某遥感卫星适配器优化
2.1 问题描述
2.2 层合板铺层参数介绍
2.3 平面度误差的计算
2.3.1 平面度误差的定义
2.3.2 平面度误差的计算
2.3.3 平面度误差的程序实现
2.4 优化设计
2.4.1 模型描述
2.4.2 优化流程
2.4.3 优化结果
2.5 本章小结
3 轨道飞行器舱门锁点与结构布局优化
3.1 轨道飞行器舱门锁点与结构布局优化模型
3.2 针对舱门锁点分析的子结构方法
3.3 优化设计
3.3.1 舱门布局优化流程
3.3.2 优化结果
3.4 本章小结
4 多目标优化程序实现
4.1 需求分析
4.2 设计模式
4.3 多目标优化程序实现
4.3.1 多目标优化算法计算流程
4.3.2 多目标优化算法程序框架实现
4.4 算例测试
4.5 本章小结
5 多目标进化算法在航天结构中的应用
5.1 航天桁架多目标优化问题
5.2 小卫星多目标优化问题
5.3 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表学术论文情况
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]光学仪器高精度安装板热变形分析及优化[J]. 王领华,刘欣,吕建伟,王海英,张少华. 航天制造技术. 2017(02)
[2]一种星敏感器支架热变形控制方法[J]. 任友良,王志国,胡炳亭. 航天器工程. 2017(02)
[3]航天器在轨全周期热变形分析方法[J]. 刘国青,罗文波,童叶龙,范立佳. 航天器工程. 2016(06)
[4]面向超大规模有限元计算的通用可视化系统SiPESC.POST的设计与实现[J]. 徐良寅,李云鹏,陈飙松. 计算力学学报. 2015(02)
[5]基于改进布谷鸟算法的舱门锁定可靠性分析[J]. 秦强,冯蕴雯,叶忱,薛小锋. 航空计算技术. 2014(01)
[6]基于多因素耦合的机构可靠性仿真试验方法[J]. 孙中超,喻天翔,崔卫民,宋笔锋. 宇航学报. 2013(11)
[7]航空飞行器锁机构参数化建模仿真研究[J]. 刘霞,王三民,单宁,孙远涛. 计算机仿真. 2013(08)
[8]基于SiPESC平台的拓扑优化模块开发及应用[J]. 牛飞,梅帅,张盛,陈飙松,程耿东. 大连理工大学学报. 2013(02)
[9]民机舱门过中心锁定机构可靠性设计[J]. 晏瀛,冯蕴雯,薛小锋,冯元生. 航空计算技术. 2013(01)
[10]一种空间可展开桁架结构杆件热膨胀系数的优化设计[J]. 刘振玉,冯纪生,张庆君. 航天器工程. 2012(03)
博士论文
[1]面向新一代运载火箭的网格加筋柱壳结构优化研究[D]. 郝鹏.大连理工大学 2013
[2]结构多性能优化设计及其在航天结构设计中的应用[D]. 王斌.大连理工大学 2010
硕士论文
[1]星载天线反射器在轨热振动分析及控制[D]. 何鹏.大连理工大学 2016
[2]集成优化软件系统的研发与应用[D]. 李超.大连理工大学 2013
本文编号：3188449
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