一種導(dǎo)彈艙段徑向連接結(jié)構(gòu)輕質(zhì)化設(shè)計(jì)系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】一種導(dǎo)彈艙段徑向連接結(jié)構(gòu)輕質(zhì)化設(shè)計(jì)系統(tǒng)，它包括優(yōu)化定義模塊L1、全局搜索模塊L2、局部鎖定模塊L3和結(jié)構(gòu)分析模塊L4四部分；優(yōu)化定義模塊L1為整個優(yōu)化系統(tǒng)的初始設(shè)定，貫穿整個系統(tǒng)的工作過程；全局搜索模塊L2和局部鎖定模塊L3為系統(tǒng)優(yōu)化工作的兩個階段，全局搜索模塊L2實(shí)現(xiàn)在大范圍廣域上的一個粗略搜索；局部鎖定模塊L3是在全局搜索L2模塊的基礎(chǔ)上進(jìn)一步沿梯度方向優(yōu)化得到最優(yōu)設(shè)計(jì)方案；結(jié)構(gòu)分析模塊L4為系統(tǒng)優(yōu)化過程中對于設(shè)計(jì)方案獲取結(jié)構(gòu)分析反饋的手段；該四個模塊相互獨(dú)立，通過模塊間信息的交互實(shí)現(xiàn)每一模塊相應(yīng)的功能，最終快速地實(shí)現(xiàn)對導(dǎo)彈艙段徑向連接結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)。
【專利說明】一種導(dǎo)彈艙段徑向連接結(jié)構(gòu)輕質(zhì)化設(shè)計(jì)系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】:
[0001]本發(fā)明涉及一種導(dǎo)彈艙段徑向連接結(jié)構(gòu)輕質(zhì)化設(shè)計(jì)系統(tǒng)，該優(yōu)化系統(tǒng)可以快速地完成導(dǎo)彈艙段徑向連接結(jié)構(gòu)的輕質(zhì)化設(shè)計(jì)，屬于航空航天【技術(shù)領(lǐng)域】。
技術(shù)背景:
[0002]隨著現(xiàn)代高新技術(shù)的發(fā)展、戰(zhàn)爭的需求、固體發(fā)動機(jī)的廣泛使用，以及制導(dǎo)設(shè)備逐步小型化的發(fā)展，導(dǎo)彈技術(shù)正向小型化、輕質(zhì)化、高機(jī)動性要求、遠(yuǎn)射程、高精度、強(qiáng)突防、大威力、系統(tǒng)化、多用途、低成本和高可靠等方向發(fā)展。
[0003]同時為了滿足導(dǎo)彈攜帶設(shè)備的要求，總體設(shè)計(jì)時要從結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的角度來減輕彈體的質(zhì)量，從而提高導(dǎo)彈性能。從結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)角度來講，應(yīng)當(dāng)在滿足結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、剛度的前提下盡可能地減少結(jié)構(gòu)材料或選用新型輕質(zhì)材料來實(shí)現(xiàn)彈體質(zhì)量的減少。但彈體壁厚優(yōu)化這一領(lǐng)域已發(fā)展相當(dāng)成熟，導(dǎo)彈各艙段的壁厚可縮減余地有限，故在這一方面著手可以得到的提升空間并不是很大。因此選用相對輕便的艙段連接方式會使彈體減重得到更大的提升，對實(shí)現(xiàn)導(dǎo)彈結(jié)構(gòu)的輕質(zhì)化有較大的作用。
[0004]因此采用連接結(jié)構(gòu)較為輕便的徑向連接方式獲得軸向連接效果從而代替?zhèn)鹘y(tǒng)的軸向連接方式，可以降低連接結(jié)構(gòu)的質(zhì)量，從而可以提高導(dǎo)彈的各項(xiàng)性能，如減少對導(dǎo)彈動力系統(tǒng)的要求，增大工作射程，縮小彈體體積，提高導(dǎo)彈裝置的裝卸性能等，還可增加導(dǎo)彈攜帶彈藥的總量，提高其戰(zhàn)斗破壞力。

【發(fā)明內(nèi)容】
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[0005]1.目的:本發(fā)明的目的是為了提供一種導(dǎo)彈艙段徑向連接結(jié)構(gòu)輕質(zhì)化設(shè)計(jì)系統(tǒng)，它可以快速地完成導(dǎo)彈艙段徑向連接結(jié)構(gòu)的輕質(zhì)化設(shè)計(jì)。
[0006]2.技術(shù)方案:為了實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明的目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案:
[0007]本發(fā)明一種導(dǎo)彈艙段徑向連接結(jié)構(gòu)輕質(zhì)化設(shè)計(jì)系統(tǒng)，包括以下4個部分:優(yōu)化定義模塊LI，全局搜索模塊L2，局部鎖定模塊L3，結(jié)構(gòu)分析模塊L4。該4個模塊相互之間的關(guān)系是:優(yōu)化定義模塊LI為整個優(yōu)化系統(tǒng)的初始設(shè)定，貫穿整個系統(tǒng)的工作過程；全局搜索模塊L2和局部鎖定模塊L3為系統(tǒng)優(yōu)化工作的兩個階段，全局搜索模塊L2實(shí)現(xiàn)在大范圍廣域上的一個粗略搜索；局部鎖定模塊L3是在L2模塊的基礎(chǔ)上進(jìn)一步沿梯度方向優(yōu)化得到最優(yōu)設(shè)計(jì)方案；結(jié)構(gòu)分析模塊L4為系統(tǒng)優(yōu)化過程中對于設(shè)計(jì)方案獲取結(jié)構(gòu)分析反饋的手段。該四個模塊相互獨(dú)立，通過模塊間信息的交互實(shí)現(xiàn)每一模塊相應(yīng)的功能，最終實(shí)現(xiàn)對導(dǎo)彈艙段徑向連接結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)。
[0008]下面詳細(xì)說明各部分的結(jié)構(gòu)與功能:
[0009]所述優(yōu)化定義模塊LI是對導(dǎo)彈艙段徑向連接結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)問題的定義，包括以下三部分:設(shè)計(jì)變量定義模塊LI I，優(yōu)化目標(biāo)定義模塊L12和約束條件定義模塊L13。它們之間的相互關(guān)系是:設(shè)計(jì)變量定義模塊LI I，優(yōu)化目標(biāo)定義模塊L12和約束條件定義模塊L13是并列的。[0010]該設(shè)計(jì)變量定義模塊Lll是對導(dǎo)彈艙段徑向連接結(jié)構(gòu)優(yōu)化過程中設(shè)計(jì)變量的定義，定義徑向螺栓的直徑和個數(shù)、兩個艙段連接部分的各寬度和厚度等共9個變量為設(shè)計(jì)變量。數(shù)學(xué)表達(dá)如下:
[0011 ] X= {n, d, t, hi, h2, al, a2, a3, a4};
[0012]其中，X為設(shè)計(jì)變量組，由9個變量組成:n為螺栓個數(shù)，整型變量；d為螺栓直徑，整型變量，單位為_，由螺栓直徑可確定選用的螺栓規(guī)格，即可確定螺栓的各個具體尺寸；t為艙段連接框A、B薄壁區(qū)域的厚度，浮點(diǎn)型變量，單位為mm ；hl為艙段連接框A連接區(qū)域的厚度，浮點(diǎn)型變量，單位為mm ；h2為艙段連接框B連接區(qū)域的厚度，浮點(diǎn)型變量，單位為mm ；al為艙段連接框A連接區(qū)域的寬度，浮點(diǎn)型變量，單位為mm ；a2為艙段連接框A階梯過渡段寬度，浮點(diǎn)型變量，單位為mm ；a3為艙段連接框B局部加厚區(qū)域的寬度，浮點(diǎn)型變量，單位為mm ；a4為艙段連接框B端面到螺栓孔中心線的軸向距離，浮點(diǎn)型變量，單位為mm。各變量取值范圍與導(dǎo)彈艙段直徑、材料和承載情況有關(guān)。根據(jù)要優(yōu)化的導(dǎo)彈艙段徑向連接結(jié)構(gòu)進(jìn)行各變量取值范圍的設(shè)定。
[0013]該優(yōu)化目標(biāo)定義模塊L12是對導(dǎo)彈艙段徑向連接結(jié)構(gòu)優(yōu)化過程中優(yōu)化目標(biāo)的定義，定義導(dǎo)彈艙段徑向連接結(jié)構(gòu)整體質(zhì)量最小為優(yōu)化目標(biāo)。數(shù)學(xué)表達(dá)式如下:
[0014]Min(W);
[0015]其中，W為導(dǎo)彈艙段徑向連接結(jié)構(gòu)整體質(zhì)量，單位為kg。
[0016]該約束條件定義模塊L13是對導(dǎo)彈艙段徑向連接結(jié)構(gòu)優(yōu)化過程中約束條件的定義，從結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和剛度的角度出發(fā)，強(qiáng)度滿足結(jié)構(gòu)材料的性能，剛度滿足兩個艙段不發(fā)生脫節(jié)。分別定義結(jié)構(gòu)最大應(yīng)力小于結(jié)構(gòu)材料的許用應(yīng)力，艙段連接框A和艙段連接框B沿軸向的錯位位移小于特定值。數(shù)學(xué)表達(dá)式如下:
[0017]S= (si, s2, s3, dis)
[0018]其中，S為約束條件，由2部分組成:sl，s2, s3為強(qiáng)度約束，分別對應(yīng)艙段連接框A、艙段連接框B、螺栓的最大應(yīng)力小于對應(yīng)結(jié)構(gòu)材料的許用應(yīng)力；dis為剛度約束，對應(yīng)艙段連接框A和艙段連接框B在連接處沿軸向發(fā)生的錯位小于特定值。各約束具體取值與結(jié)構(gòu)材料和承載情況有關(guān)。
[0019]所述全局搜索模塊L2由優(yōu)化工具構(gòu)成。其中，優(yōu)化工具的工作過程為:將初始設(shè)計(jì)方案提交到結(jié)構(gòu)分析模塊L4進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析，讀取分析結(jié)果判斷是否滿足優(yōu)化終止條件，如滿足則優(yōu)化結(jié)束，否則根據(jù)系統(tǒng)設(shè)定的更新方法給出新的設(shè)計(jì)方案，再次進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析，不斷重復(fù)以上過程，直到滿足優(yōu)化終止條件，其中更新方法和優(yōu)化終止條件在不同模塊中不同。全局搜索模塊中的更新方法是依據(jù)試驗(yàn)方案表的編排，優(yōu)化終止條件是試驗(yàn)方案是否完成。其中，試驗(yàn)方案表是根據(jù)拉丁超立方試驗(yàn)設(shè)計(jì)方法針對9個設(shè)計(jì)變量在取值范圍內(nèi)制定的，實(shí)現(xiàn)對全局區(qū)域的樣本點(diǎn)均布。樣本點(diǎn)的個數(shù)一般為10?200個，樣本點(diǎn)越多，優(yōu)化效果越好，但相應(yīng)的計(jì)算效率也會越低。其中，拉丁超立方試驗(yàn)設(shè)計(jì)是一種快速高效的試驗(yàn)設(shè)計(jì)方法，是數(shù)理統(tǒng)計(jì)學(xué)科中的一門成熟技術(shù)。所以全局搜索模塊L2的工作過程如下:以試驗(yàn)方案表為參考，依次將每個樣本點(diǎn)方案提交到結(jié)構(gòu)分析模塊L4，L4處理結(jié)束后將相應(yīng)方案反饋返回；完成試驗(yàn)方案表中所有樣本點(diǎn)的結(jié)構(gòu)分析后，則試驗(yàn)方案完成，優(yōu)化工具對所有樣本點(diǎn)結(jié)果進(jìn)行對比，選擇可行域內(nèi)優(yōu)化目標(biāo)最小的樣本點(diǎn)作為最優(yōu)局部區(qū)域標(biāo)志，將其提交到局部鎖定模塊L3。[0020]所述局部鎖定模塊L3同樣由優(yōu)化工具構(gòu)成，只是更新方法和優(yōu)化終止條件和全局搜索模塊L2不同。局部鎖定過程中更新方法是依據(jù)SQP序列二次規(guī)劃梯度優(yōu)化算法，其中，SQP序列二次規(guī)劃梯度優(yōu)化算法是一種針對非線性問題的數(shù)學(xué)求解方法。優(yōu)化終止條件是滿足收斂條件，其中，收斂條件是指兩組設(shè)計(jì)方案的目標(biāo)值差異在精度范圍內(nèi)，精度一般選用0.1%?10%，精度越高，優(yōu)化效果越好，但相應(yīng)地會延長系統(tǒng)工作時間。所以局部鎖定模塊L3的工作過程如下:首先將全局搜索模塊L2確定的最優(yōu)局部區(qū)域標(biāo)志提交到結(jié)構(gòu)分析模塊L4，結(jié)構(gòu)分析模塊L4處理結(jié)束后將相應(yīng)方案反饋返回；優(yōu)化工具根據(jù)SQP序列二次規(guī)劃梯度優(yōu)化算法對反饋進(jìn)行分析給出新一組設(shè)計(jì)方案，再次提交到結(jié)構(gòu)分析模塊L4處理，結(jié)構(gòu)分析模塊L4處理結(jié)束后再將相應(yīng)方案反饋返回；重復(fù)以上過程，直到該過程滿足收斂條件，則優(yōu)化系統(tǒng)完成工作，確定最終一組設(shè)計(jì)方案為最優(yōu)設(shè)計(jì)方案。
[0021]所述結(jié)構(gòu)分析模塊L4是對設(shè)計(jì)方案進(jìn)行結(jié)構(gòu)仿真并分析，從分析結(jié)果中提取出優(yōu)化所需的信息作為方案反饋返回，主要由以下6個部分組成:幾何外形L41，外載條件L42,結(jié)構(gòu)材料L43，單元屬性L44，分析求解L45，結(jié)果處理L46。它們之間的相互關(guān)系是彼此并列的。
[0022]該幾何外形L41主要實(shí)現(xiàn)對結(jié)構(gòu)外形的仿真，建立導(dǎo)彈幾何結(jié)構(gòu)模型。主要包括:艙段連接框A的具體尺寸、艙段連接框B的具體尺寸、螺栓的具體尺寸、托板螺母的具體尺寸及彼此間的相對位置。其中，艙段連接框A、艙段連接框B的外徑為0.6m?1.4m，長度與外徑相關(guān)，數(shù)值上表現(xiàn)為比外徑小0.2m,分為薄壁區(qū)域和連接區(qū)域，連接區(qū)域的厚度為t，寬度為總長與薄壁區(qū)域的差，艙段連接框A連接區(qū)域的厚度為hl，寬度為al，與薄壁部分階梯過渡段寬度為a2，艙段連接框B連接區(qū)域的厚度為h2，寬度為a3，螺栓位于距離艙段連接框B端面a4的位置上，螺栓個數(shù)為n，螺栓直徑為d，根據(jù)螺栓直徑選定相應(yīng)規(guī)格的螺栓和托板螺母，確定螺栓和托板螺母的細(xì)節(jié)尺寸。以上仿真建模過程中部分尺寸為設(shè)計(jì)變量，故我們將建模過程中設(shè)計(jì)變量以如下形式定義:
[0023]η=[n], d=[d], t=[t], hl=[hl], h2=[h2], al=[al], a2=[a2], a3=[a3], a4=[a4];
[0024]新的設(shè)計(jì)方案會將各變量新的數(shù)值賦值于[*]，從而實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)幾何模型的自動化更改過程。
[0025]該外載條件L42主要實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)承受載荷的定義。主要包括:位移限制和載荷施加。位移限制是將艙段連接框A薄壁區(qū)域遠(yuǎn)端固定；載荷施加主要包括軸向的拉壓，徑向的剪切，垂直于軸向的彎矩以及其他形式的載荷。根據(jù)要優(yōu)化導(dǎo)彈艙段徑向連接結(jié)構(gòu)進(jìn)行載荷數(shù)值的設(shè)定。
[0026]該結(jié)構(gòu)材料L43主要實(shí)現(xiàn)對結(jié)構(gòu)材料屬性的定義。主要包括艙段連接框A的材料定義、艙段連接框B的材料定義、螺栓的材料定義、托板螺母的材料定義。其中材料定義是指定結(jié)構(gòu)材料的彈性模量，泊松比，密度等參數(shù)。艙段連接框A、B可以選用同種材料，也可選用不同種材料，可選材料有鋁合金，鎂合金以及復(fù)合材料等；螺栓和托板螺母可選用45號鋼或其他合金鋼。
[0027]該單元屬性L44主要實(shí)現(xiàn)對仿真結(jié)構(gòu)模型單元的定義。主要包括艙段連接框A的單元定義、艙段連接框B的單元定義、螺栓的單元定義、托板螺母的單元定義。艙段連接框A、B薄壁區(qū)域選用四節(jié)點(diǎn)殼單元，連接區(qū)域選用四節(jié)點(diǎn)體單元，螺栓和托板螺母選用六面體單元，并將所有體單元定義為接觸體，考慮彼此間接觸作用。[0028]該分析求解L45主要實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)在定義環(huán)境下響應(yīng)的求解。我們選用求解器對整體結(jié)構(gòu)進(jìn)行非線性接觸分析。其中，求解器選用現(xiàn)有成熟軟件。
[0029]該結(jié)果處理L46主要實(shí)現(xiàn)對分析結(jié)果進(jìn)行處理，選取優(yōu)化過程中關(guān)心的響應(yīng)。在結(jié)構(gòu)分析完畢后，求解器會輸出結(jié)構(gòu)每個單元的質(zhì)量信息，應(yīng)力信息與位移信息等信息，從中組合得到結(jié)構(gòu)整體質(zhì)量，結(jié)構(gòu)各部分最大應(yīng)力，兩個艙段連接框在連接處沿軸向發(fā)生的錯位位移。具體數(shù)學(xué)表達(dá)如下:
[0030]W= Σ Wi ；
[0031]S^max(Sli), 82^βχ(82±), SS^ax(SSi)；
[0032]dis=max(CiisS1-Ciisli);
[0033]其中，Wi為結(jié)構(gòu)各單元質(zhì)量，Sli, S2i，S3,分別為艙段連接框A、艙段連接框B、螺栓和托板螺母每個單元的應(yīng)力值，CiisliiCiidi分別為位于艙段連接框A、艙段連接框B通孔中心線上的單元的位移信息。
[0034]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于:
[0035]一、可以高效、快速地實(shí)現(xiàn)導(dǎo)彈艙段徑向連接結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)；
[0036]二、 各模塊之間在軟件結(jié)構(gòu)上相互獨(dú)立，具有較強(qiáng)的靈活性。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0037]圖1本發(fā)明針對對象導(dǎo)彈艙段徑向連接結(jié)構(gòu)的示意圖(局部剖視圖)。
[0038]圖2本發(fā)明導(dǎo)彈艙段徑向連接結(jié)構(gòu)輕質(zhì)化設(shè)計(jì)系統(tǒng)的分塊結(jié)構(gòu)示意圖。
[0039]圖3本發(fā)明優(yōu)化工具結(jié)構(gòu)示意圖
[0040]圖4本發(fā)明所涉及的軟件流程圖。
[0041]圖中具體標(biāo)號說明如下:
[0042]I—艙段連接框A2—螺栓
[0043]3—艙段連接框B4—托板螺母
[0044]LI——優(yōu)化定義模塊；L2——全局搜索模塊；L3——局部鎖定模塊；L4——結(jié)構(gòu)分析模塊。
【具體實(shí)施方式】
[0045]圖1本發(fā)明針對對象導(dǎo)彈艙段徑向連接結(jié)構(gòu)的示意圖(局部剖視圖)。
[0046]參見圖2，為本發(fā)明導(dǎo)彈艙段徑向連接結(jié)構(gòu)輕質(zhì)化設(shè)計(jì)系統(tǒng)的分塊結(jié)構(gòu)示意圖。本發(fā)明包括4個部分:優(yōu)化定義模塊LI，全局搜索模塊L2，局部鎖定模塊L3，結(jié)構(gòu)分析模塊L4。該4個模塊相互之間的關(guān)系是:優(yōu)化定義模塊LI為整個優(yōu)化系統(tǒng)的初始設(shè)定，貫穿整個系統(tǒng)的工作過程；全局搜索模塊L2和局部鎖定模塊L3為系統(tǒng)優(yōu)化工作的兩個階段，全局搜索模塊L2實(shí)現(xiàn)在大范圍廣域上的一個粗略搜索；局部鎖定模塊L3是在L2模塊的基礎(chǔ)上進(jìn)一步沿梯度方向優(yōu)化得到最優(yōu)設(shè)計(jì)方案；結(jié)構(gòu)分析模塊L4為系統(tǒng)優(yōu)化過程中對于設(shè)計(jì)方案獲取結(jié)構(gòu)分析反饋的手段。該四個模塊相互獨(dú)立，通過模塊間信息的交互實(shí)現(xiàn)每一模塊相應(yīng)的功能，最終實(shí)現(xiàn)對導(dǎo)彈艙段徑向連接結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)。
[0047]下面詳細(xì)說明各部分的結(jié)構(gòu)與功能:
[0048]所述優(yōu)化定義模塊LI是對導(dǎo)彈艙段徑向連接結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)問題的定義，主要包括以下三部分:設(shè)計(jì)變量定義模塊L11，優(yōu)化目標(biāo)定義模塊L12和約束條件定義模塊L13。它們之間的相互關(guān)系是:設(shè)計(jì)變量定義模塊L11，優(yōu)化目標(biāo)定義模塊L12和約束條件定義模塊L13是并列的。
[0049]設(shè)計(jì)變量定義模塊Lll是對導(dǎo)彈艙段徑向連接結(jié)構(gòu)優(yōu)化過程中設(shè)計(jì)變量的定義，定義徑向螺栓的直徑和個數(shù)、兩個艙段連接部分的各寬度和厚度等共9個變量為設(shè)計(jì)變量。數(shù)學(xué)表達(dá)如下:
[0050]X= {n, d, t, hi, h2, al, a2, a3, a4};
[0051]其中，X為設(shè)計(jì)變量組，由9個變量組成:參見圖1，η為螺栓個數(shù)，整型變量，取值范圍為8?50個；d為螺栓2直徑，整型變量，單位為mm，，取值域?yàn)閧5，6，8}，由螺栓2直徑可確定選用的螺栓規(guī)格，即可確定螺栓的各個具體尺寸為艙段連接框A1、B3薄壁區(qū)域的厚度，浮點(diǎn)型變量，單位為mm，取值范圍為2?4 ;hl為艙段連接框Al連接區(qū)域的厚度，浮點(diǎn)型變量，單位為mm，取值范圍為6?11 ;h2為艙段連接框B3連接區(qū)域的厚度，浮點(diǎn)型變量，單位為mm，取值范圍為6?11 ；al為艙段連接框Al連接區(qū)域的寬度，浮點(diǎn)型變量，單位為mm，取值范圍為70?120 ；a2為艙段連接框Al階梯過渡段寬度，浮點(diǎn)型變量，單位為mm,取值范圍為5?15 ；a3為艙段連接框B3局部加厚區(qū)域的寬度，浮點(diǎn)型變量，單位為mm，取值范圍為70?120 ；a4為艙段連接框B3端面到螺栓孔中心線的軸向距離，浮點(diǎn)型變量，單位為mm，取值范圍為35?60。
[0052]優(yōu)化目標(biāo)定義模塊L12是對導(dǎo)彈艙段徑向連接結(jié)構(gòu)優(yōu)化過程中優(yōu)化目標(biāo)的定義，定義導(dǎo)彈艙段徑向連接結(jié)構(gòu)整體質(zhì)量最小為優(yōu)化目標(biāo)。數(shù)學(xué)表達(dá)式如下:
[0053]Min (W);
[0054]其中，W為導(dǎo)彈艙段徑向連接結(jié)構(gòu)整體質(zhì)量，單位為kg。
[0055]約束條件定義模塊L13是對導(dǎo)彈艙段徑向連接結(jié)構(gòu)優(yōu)化過程中約束條件的定義，從結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和剛度的角度出發(fā)，強(qiáng)度滿足結(jié)構(gòu)材料的性能，剛度滿足兩個艙段不發(fā)生脫節(jié)。分別定義結(jié)構(gòu)最大應(yīng)力小于結(jié)構(gòu)材料的許用應(yīng)力，艙段連接框Al和艙段連接框B3沿軸向的錯位位移小于特定值。數(shù)學(xué)表達(dá)式如下:
[0056]S= (si, s2, s3, dis)
[0057]其中，S為約束條件，由兩部分組成:sl，s2, s3為強(qiáng)度約束，分別對應(yīng)艙段連接框Al、艙段連接框B3、螺栓2的最大應(yīng)力小于對應(yīng)結(jié)構(gòu)材料的許用應(yīng)力，艙段連接框A1、B2均使用編號2219的鋁合金材料，對應(yīng)許用應(yīng)力為390MPa，螺栓選用30CrMnSiA合金鋼，對應(yīng)許用應(yīng)力為1080MPa ；dis為剛度約束，對應(yīng)艙段連接框Al和艙段連接框B3在連接處沿軸向發(fā)生的錯位小于1mm。
[0058]所述全局搜索模塊L2由優(yōu)化工具構(gòu)成。參見圖3，為本發(fā)明優(yōu)化工具結(jié)構(gòu)示意圖，優(yōu)化工具的工作過程為:將初始設(shè)計(jì)方案提交到結(jié)構(gòu)分析模塊L4進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析，讀取分析結(jié)果判斷是否滿足優(yōu)化終止條件，如滿足則優(yōu)化結(jié)束，否則根據(jù)系統(tǒng)設(shè)定的更新方法給出新的設(shè)計(jì)方案，再次進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析，不斷重復(fù)以上過程，直到滿足優(yōu)化終止條件，其中更新方法和優(yōu)化終止條件在不同模塊中不同。
[0059]全局搜索模塊L2中的更新方法是依據(jù)試驗(yàn)方案表的編排，優(yōu)化終止條件是試驗(yàn)方案是否完成。其中，試驗(yàn)方案表是根據(jù)拉丁超立方試驗(yàn)設(shè)計(jì)方法針對9個設(shè)計(jì)變量在取值范圍內(nèi)制定的，實(shí)現(xiàn)對全局區(qū)域的樣本點(diǎn)均布。樣本點(diǎn)的個數(shù)為108個。其中，拉丁超立方試驗(yàn)設(shè)計(jì)是一種快速高效的試驗(yàn)設(shè)計(jì)方法，是數(shù)理統(tǒng)計(jì)學(xué)科中的一門成熟技術(shù)。所以全局搜索模塊L2的工作過程如下:以試驗(yàn)方案表為參考，依次將每個樣本點(diǎn)方案提交到結(jié)構(gòu)分析模塊L4，L4處理結(jié)束后將相應(yīng)方案反饋返回；完成試驗(yàn)方案表中所有樣本點(diǎn)的結(jié)構(gòu)分析后，則試驗(yàn)方案完成，優(yōu)化工具對所有樣本點(diǎn)結(jié)果進(jìn)行對比，選擇可行域內(nèi)優(yōu)化目標(biāo)最小的樣本點(diǎn)作為最優(yōu)局部區(qū)域標(biāo)志，將其提交到局部鎖定模塊L3。
[0060]所述局部鎖定模塊L3同樣由優(yōu)化工具構(gòu)成，只是更新方法和優(yōu)化終止條件和全局搜索模塊L2不同。局部鎖定過程中更新方法是依據(jù)SQP序列二次規(guī)劃梯度優(yōu)化算法，其中，SQP序列二次規(guī)劃梯度優(yōu)化算法是一種針對非線性問題的數(shù)學(xué)求解方法。優(yōu)化終止條件是滿足收斂條件，其中，收斂條件是指兩組設(shè)計(jì)方案的目標(biāo)值差異在精度范圍內(nèi)，精度選用5%，精度越高，優(yōu)化效果越好，但相應(yīng)地會延長系統(tǒng)工作時間。所以局部鎖定模塊L3的工作過程如下:首先將全局搜索模塊L2確定的最優(yōu)局部區(qū)域標(biāo)志提交到結(jié)構(gòu)分析模塊L4，L4處理結(jié)束后將相應(yīng)方案反饋返回；優(yōu)化工具根據(jù)SQP序列二次規(guī)劃梯度優(yōu)化算法對反饋進(jìn)行分析給出新一組設(shè)計(jì)方案，再次提交到結(jié)構(gòu)分析模塊L4處理，L4處理結(jié)束后再將相應(yīng)方案反饋返回；重復(fù)以上過程，直到該過程滿足收斂條件，則優(yōu)化系統(tǒng)完成工作，確定最終一組設(shè)計(jì)方案為最優(yōu)設(shè)計(jì)方案。
[0061]所述結(jié)構(gòu)分析模塊L4是對設(shè)計(jì)方案進(jìn)行結(jié)構(gòu)仿真并分析，從分析結(jié)果中提取出優(yōu)化所需的信息作為方案反饋返回，主要由以下6個部分組成:幾何外形L41，外載條件L42,結(jié)構(gòu)材料L43，單元屬性L44，分析求解L45，結(jié)果處理L46。它們之間的相互關(guān)系是彼此并列的。
[0062]幾何外形L41主要實(shí)現(xiàn)對結(jié)構(gòu)外形的仿真，建立導(dǎo)彈幾何結(jié)構(gòu)模型。參見圖1，主要包括:艙段連接框Al的具體尺寸、艙段連接框B3的具體尺寸、螺栓2的具體尺寸、托板螺母4的具體尺寸及彼此間的相對位置。其中，艙段連接框Al、艙段連接框B3的外徑為
0.6m,長度為0.4m，分為薄壁區(qū)域和連接區(qū)域，連接區(qū)域的厚度為t，寬度為總長與薄壁區(qū)域的差，艙段連接框Al連接區(qū)域的厚度為hi，寬度為al，與薄壁部分階梯過渡段寬度為a2，艙段連接框B3連接區(qū)域的厚度為h2，寬度為a3，螺栓2位于距離艙段連接框B3端面a4的位置上，螺栓2個數(shù)為n，螺栓2直徑為d，根據(jù)螺栓2直徑選定相應(yīng)規(guī)格的螺栓2和托板螺母4，確定螺栓2和托板螺母4的細(xì)節(jié)尺寸。以上仿真建模過程中部分尺寸為設(shè)計(jì)變量，故我們將建模過程中設(shè)計(jì)變量以如下形式定義:
[0063]η=[n], d=[d], t=[t], hl=[hl], h2=[h2], al=[al], a2=[a2], a3=[a3], a4=[a4];
[0064]新的設(shè)計(jì)方案會將各變量新的數(shù)值賦值于[*]，從而實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)幾何模型的自動化更改過程。
[0065]外載條件L42主要實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)承受載荷的定義。主要包括:位移限制和載荷施加。位移限制是將艙段連接框A薄壁區(qū)域遠(yuǎn)端固定；載荷施加主要包括軸向的拉壓，徑向的剪切，垂直于軸向的彎矩以及其他形式的載荷。在艙段連接框B3遠(yuǎn)端中心施加大小為30kN的軸向拉力，大小為60kN的徑向剪切及與剪切力共面的120kN.m彎矩。
[0066]結(jié)構(gòu)材料L43主要實(shí)現(xiàn)對結(jié)構(gòu)材料屬性的定義。主要包括艙段連接框Al的材料定義、艙段連接框B3的材料定義、螺栓2的材料定義、托板螺母4的材料定義。其中材料定義是指定結(jié)構(gòu)材料的彈性模量，泊松比，密度等參數(shù)。艙段連接框Al、B3選用編號為2219的鋁合金，彈性模量為71GPa，泊松比為0.3，密度為2.84g/cm3 ;螺栓2和托板螺母選用30CrMnSiA高強(qiáng)度合金鋼，其彈性模量為210GPa，泊松比為0.3，密度為7.93g/cm3。
[0067]單元屬性L44主要實(shí)現(xiàn)對仿真結(jié)構(gòu)模型單元的定義。主要包括艙段連接框A的單元定義、艙段連接框B的單元定義、螺栓的單元定義、托板螺母的單元定義。艙段連接框A、B薄壁區(qū)域選用四節(jié)點(diǎn)殼單元，連接區(qū)域選用四節(jié)點(diǎn)體單元，螺栓和托板螺母選用六面體單元，并將所有體單元定義為接觸體，考慮彼此間接觸作用。
[0068]分析求解L45主要實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)在定義環(huán)境下響應(yīng)的求解。我們選用求解器對整體結(jié)構(gòu)進(jìn)行非線性接觸分析。其中，求解器選用現(xiàn)有成熟軟件。
[0069]結(jié)果處理L46主要實(shí)現(xiàn)對分析結(jié)果進(jìn)行處理，選取優(yōu)化過程中關(guān)心的響應(yīng)。在結(jié)構(gòu)分析完畢后，求解器會輸出結(jié)構(gòu)每個單元的質(zhì)量信息，應(yīng)力信息與位移信息等信息，從中組合得到結(jié)構(gòu)整體質(zhì)量，結(jié)構(gòu)各部分最大應(yīng)力，兩個艙段連接框在連接處沿軸向發(fā)生的錯位位移。具體數(shù)學(xué)表達(dá)如下:
[0070]W= Σ Wi ；
[0071]S^max(Sli), 82^βχ(82±), SS^ax(SSi)；
[0072]dis=max(CiisS1-Ciisli);
[0073]其中，Wi為結(jié)構(gòu)各單元質(zhì)量，Sli, S2i，S3,分別為艙段連接框Al、艙段連接框B3、螺栓2和托板螺母4每個單元的應(yīng)力值，Ciislii dis2i分別為位于艙段連接框A、艙段連接框B通孔中心線上的單元的位移信息。
[0074]參見圖4，為本發(fā)明所涉及的軟件流程圖:
[0075]1.根據(jù)系統(tǒng)優(yōu)化對象——導(dǎo)彈艙段徑向連接結(jié)構(gòu)定義優(yōu)化問題。
`[0076]2.優(yōu)化系統(tǒng)根據(jù)拉丁超立方試驗(yàn)設(shè)計(jì)制定試驗(yàn)方案表。
[0077]3.根據(jù)試驗(yàn)方案表對每一組樣本點(diǎn)方案進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析。
[0078]4.每一次結(jié)構(gòu)分析后判斷試驗(yàn)方案是否完成，如已完成，則提取可行域內(nèi)目標(biāo)值最小的樣本點(diǎn)方案，作為最優(yōu)局部區(qū)域標(biāo)志，否則執(zhí)行下一組設(shè)計(jì)方案。
[0079]5.在最優(yōu)局部區(qū)域中使用SQP序列二次規(guī)劃法梯度優(yōu)化算法，對最優(yōu)局部區(qū)域標(biāo)志進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析，并根據(jù)梯度信息來確定新的設(shè)計(jì)方案。
[0080]6.對新的設(shè)計(jì)方案進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析后對比前后兩次結(jié)果響應(yīng)，如滿足收斂條件則SQP優(yōu)化結(jié)束，否則給出新的設(shè)計(jì)方案，重復(fù)以上過程直到滿足收斂條件。
[0081]7.以收斂時的設(shè)計(jì)方案作為最優(yōu)設(shè)計(jì)方案，導(dǎo)彈艙段徑向連接結(jié)構(gòu)輕質(zhì)化設(shè)計(jì)系統(tǒng)工作結(jié)束。
[0082]綜上所述，本發(fā)明所提供的系統(tǒng)，包括4個模塊:優(yōu)化定義模塊，全局搜索模塊，局部鎖定模塊，結(jié)構(gòu)分析模塊。四個模塊相互獨(dú)立，通過模塊間信息的交互實(shí)現(xiàn)每一模塊相應(yīng)的功能，最終實(shí)現(xiàn)對導(dǎo)彈艙段徑向連接結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)。
【權(quán)利要求】
1.一種導(dǎo)彈艙段徑向連接結(jié)構(gòu)輕質(zhì)化設(shè)計(jì)系統(tǒng)，其特征在于:它包括優(yōu)化定義模塊L1、全局搜索模塊L2、局部鎖定模塊L3和結(jié)構(gòu)分析模塊L4四部分；優(yōu)化定義模塊LI為整個優(yōu)化系統(tǒng)的初始設(shè)定，貫穿整個系統(tǒng)的工作過程；全局搜索模塊L2和局部鎖定模塊L3為系統(tǒng)優(yōu)化工作的兩個階段，全局搜索模塊L2實(shí)現(xiàn)在大范圍廣域上的一個粗略搜索；局部鎖定模塊L3是在全局搜索L2模塊的基礎(chǔ)上進(jìn)一步沿梯度方向優(yōu)化得到最優(yōu)設(shè)計(jì)方案；結(jié)構(gòu)分析模塊L4為系統(tǒng)優(yōu)化過程中對于設(shè)計(jì)方案獲取結(jié)構(gòu)分析反饋的手段；該四個模塊相互獨(dú)立，通過模塊間信息的交互實(shí)現(xiàn)每一模塊相應(yīng)的功能，最終實(shí)現(xiàn)對導(dǎo)彈艙段徑向連接結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)； 所述優(yōu)化定義模塊LI是對導(dǎo)彈艙段徑向連接結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)問題的定義，包括設(shè)計(jì)變量定義模塊L11、優(yōu)化目標(biāo)定義模塊L12和約束條件定義模塊L13三部分；它們彼此之間是相互并列的關(guān)系；該設(shè)計(jì)變量定義模塊Lll是對導(dǎo)彈艙段徑向連接結(jié)構(gòu)優(yōu)化過程中設(shè)計(jì)變量的定義，定義徑向螺栓的直徑和個數(shù)、兩個艙段連接部分的各寬度和厚度共9個變量為設(shè)計(jì)變量，數(shù)學(xué)表達(dá)如下:
X= {n, d, t, hi, h2, al, a2, a3, a4}; 其中，X為設(shè)計(jì)變量組，由9個變量組成:n為螺栓個數(shù)，整型變量；d為螺栓直徑，整型變量，單位為mm，由螺栓直徑確定選用的螺栓規(guī)格，即確定螺栓的各個具體尺寸為艙段連接框A、B薄壁區(qū)域的厚度，浮點(diǎn)型變量，單位為mm ；hl為艙段連接框A連接區(qū)域的厚度，浮點(diǎn)型變量，單位為mm ；h2為艙段連接框B連接區(qū)域的厚度，浮點(diǎn)型變量，單位為mm ；al為艙段連接框A連接區(qū)域的寬度 ，浮點(diǎn)型變量，單位為mm ；a2為艙段連接框A階梯過渡段寬度，浮點(diǎn)型變量，單位為_ ;a3為艙段連接框B局部加厚區(qū)域的寬度，浮點(diǎn)型變量，單位為mm ；a4為艙段連接框B端面到螺栓孔中心線的軸向距離，浮點(diǎn)型變量，單位為mm ;各變量取值范圍與導(dǎo)彈艙段直徑、材料和承載情況有關(guān)，根據(jù)要優(yōu)化的導(dǎo)彈艙段徑向連接結(jié)構(gòu)進(jìn)行各變量取值范圍的設(shè)定；該優(yōu)化目標(biāo)定義模塊L12是對導(dǎo)彈艙段徑向連接結(jié)構(gòu)優(yōu)化過程中優(yōu)化目標(biāo)的定義，定義導(dǎo)彈艙段徑向連接結(jié)構(gòu)整體質(zhì)量最小為優(yōu)化目標(biāo)； 數(shù)學(xué)表達(dá)式如下:Min(W)； 其中，W為導(dǎo)彈艙段徑向連接結(jié)構(gòu)整體質(zhì)量，單位為kg; 該約束條件定義模塊L13是對導(dǎo)彈艙段徑向連接結(jié)構(gòu)優(yōu)化過程中約束條件的定義，從結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和剛度的角度出發(fā)，強(qiáng)度滿足結(jié)構(gòu)材料的性能，剛度滿足兩個艙段不發(fā)生脫節(jié)；分別定義結(jié)構(gòu)最大應(yīng)力小于結(jié)構(gòu)材料的許用應(yīng)力，艙段連接框A和艙段連接框B沿軸向的錯位位移小于特定值；數(shù)學(xué)表達(dá)式如下:S=(sl, s2, s3, dis) 其中，S為約束條件，由兩部分組成:sl，s2, s3為強(qiáng)度約束，分別對應(yīng)艙段連接框A、艙段連接框B、螺栓的最大應(yīng)力小于對應(yīng)結(jié)構(gòu)材料的許用應(yīng)力；dis為剛度約束，對應(yīng)艙段連接框A和艙段連接框B在連接處沿軸向發(fā)生的錯位小于特定值，各約束具體取值與結(jié)構(gòu)材料和承載情況有關(guān)； 所述全局搜索模塊L2由優(yōu)化工具構(gòu)成；其中，優(yōu)化工具的工作過程為:將初始設(shè)計(jì)方案提交到結(jié)構(gòu)分析模塊L4進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析，讀取分析結(jié)果判斷是否滿足優(yōu)化終止條件，如滿足則優(yōu)化結(jié)束，否則根據(jù)系統(tǒng)設(shè)定的更新方法給出新的設(shè)計(jì)方案，再次進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析，不斷重復(fù)以上過程，直到滿足優(yōu)化終止條件，其中更新方法和優(yōu)化終止條件在不同模塊中不同；全局搜索模塊中的更新方法是依據(jù)試驗(yàn)方案表的編排，優(yōu)化終止條件是試驗(yàn)方案是否完成；其中，試驗(yàn)方案表是根據(jù)拉丁超立方試驗(yàn)設(shè)計(jì)方法針對9個設(shè)計(jì)變量在取值范圍內(nèi)制定的，實(shí)現(xiàn)對全局區(qū)域的樣本點(diǎn)均布；樣本點(diǎn)的個數(shù)一般為10~200個，樣本點(diǎn)越多，優(yōu)化效果越好，但相應(yīng)的計(jì)算效率也會越低；所以全局搜索模塊L2的工作過程如下:以試驗(yàn)方案表為參考，依次將每個樣本點(diǎn)方案提交到結(jié)構(gòu)分析模塊L4，L4處理結(jié)束后將相應(yīng)方案反饋返回；完成試驗(yàn)方案表中所有樣本點(diǎn)的結(jié)構(gòu)分析后，則試驗(yàn)方案完成，優(yōu)化工具對所有樣本點(diǎn)結(jié)果進(jìn)行對比，選擇可行域內(nèi)優(yōu)化目標(biāo)最小的樣本點(diǎn)作為最優(yōu)局部區(qū)域標(biāo)志，將其提交到局部鎖定模塊L3 ； 所述局部鎖定模塊L3同樣由優(yōu)化工具構(gòu)成，只是更新方法和優(yōu)化終止條件和全局搜索模塊L2不同；局部鎖定過程中更新方法是依據(jù)SQP序列二次規(guī)劃梯度優(yōu)化算法，其中，SQP序列二次規(guī)劃梯度優(yōu)化算法是一種針對非線性問題的數(shù)學(xué)求解方法，優(yōu)化終止條件是滿足收斂條件，其中，收斂條件是指兩組設(shè)計(jì)方案的目標(biāo)值差異在精度范圍內(nèi)，精度一般選用0.1%~10%，精度越高，優(yōu)化效果越好，但相應(yīng)地會延長系統(tǒng)工作時間；所以局部鎖定模塊L3的工作過程如下:首先將全局搜索模塊L2確定的最優(yōu)局部區(qū)域標(biāo)志提交到結(jié)構(gòu)分析模塊L4，結(jié)構(gòu)分析模塊L4處理結(jié)束后將相應(yīng)方案反饋返回；優(yōu)化工具根據(jù)SQP序列二次規(guī)劃梯度優(yōu)化算法對反饋進(jìn)行分析給出新一組設(shè)計(jì)方案，再次提交到結(jié)構(gòu)分析模塊L4處理，結(jié)構(gòu)分析模塊L4處理結(jié)束后再將相應(yīng)方案反饋返回；重復(fù)以上過程，直到該過程滿足收斂條件，則優(yōu)化系統(tǒng)完成工作，確定最終一組設(shè)計(jì)方案為最優(yōu)設(shè)計(jì)方案； 所述結(jié)構(gòu)分析模塊L4是對設(shè)計(jì)方案進(jìn)行結(jié)構(gòu)仿真并分析，從分析結(jié)果中提取出優(yōu)化所需的信息作為方案反饋返回，它由以下6個部分組成:幾何外形L41，外載條件L42，結(jié)構(gòu)材料L43，單元屬性L44，分析求解L45，結(jié)果處理L46 ;它們彼此之間是相互并列的關(guān)系；該幾何外形L41實(shí)現(xiàn)對結(jié)構(gòu)外形的仿真，建立導(dǎo)彈幾何結(jié)構(gòu)模型；它包括:艙段連接框A的具體尺寸、艙段連接框B的具體尺寸、螺栓的具體尺寸、托板螺母的具體尺寸及彼此間的相對位置；其中，艙段連接框A、艙段連接框B的外徑為0.6m~1.4m,長度與外徑相關(guān)，數(shù)值上表現(xiàn)為比外徑小0.2m，分為薄壁區(qū)域和連接區(qū)域，連接區(qū)域的厚度為t，寬度為總長與薄壁區(qū)域的差，艙段連接框A連接區(qū)域的厚度為hi，寬度為al，與薄壁部分階梯過渡段寬度為a2，艙段連接框B連接區(qū)域的厚度為h2，寬度為a3，螺栓位于距離艙段連接框B端面a4的位置上，螺栓個數(shù)為n，螺栓直徑為d，根據(jù)螺栓直徑選定相應(yīng)規(guī)格的螺栓和托板螺母，確定螺栓和托板螺母的細(xì)節(jié)尺寸；以上仿真建模過程中部分尺寸為設(shè)計(jì)變量，故將建模過程中設(shè)計(jì)變量以如下形式定義:
η=[n], d=[d], t=[t], hl=[hl], h2=[h2], al=[al], a2=[a2], a3=[a3], a4=[a4]； 新的設(shè)計(jì)方案會將各變量新的數(shù)值賦值于[*]，從而實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)幾何模型的自動化更改過程；該外載條件L42實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)承受載荷的定義，它包括:位移限制和載荷施加；位移限制是將艙段連接框A薄壁區(qū)域遠(yuǎn)端固定；載荷施加包括軸向的拉壓，徑向的剪切，垂直于軸向的彎矩以及其他形式的載荷；根據(jù)要優(yōu)化導(dǎo)彈艙段徑向連接結(jié)構(gòu)進(jìn)行載荷數(shù)值的設(shè)定；該結(jié)構(gòu)材料L43實(shí)現(xiàn)對結(jié)構(gòu)材料屬性的定義；它包括艙段連接框A的材料定義、艙段連接框B的材料定義、螺栓的材；定義和托板螺母的材料定義；其中材料定義是指定結(jié)構(gòu)材料的彈性模量，泊松比，密度參數(shù)；艙段連接框A、B選用材料有鋁合金，鎂合金以及復(fù)合材料；螺栓和托板螺母選用45號鋼或其他合金鋼；該單元屬性L44實(shí)現(xiàn)對仿真結(jié)構(gòu)模型單元的定義；它包括艙段連接框A的單元定義、艙段連接框B的單元定義、螺栓的單元定義、托板螺母的單元定義；艙段連接框A、B薄壁區(qū)域選用四節(jié)點(diǎn)殼單元，連接區(qū)域選用四節(jié)點(diǎn)體單元，螺栓和托板螺母選用六面體單元，并將所有體單元定義為接觸體，考慮彼此間接觸作用；該分析求解L45實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)在定義環(huán)境下響應(yīng)的求解；選用求解器對整體結(jié)構(gòu)進(jìn)行非線性接觸分析；其中，求解器選用現(xiàn)有成熟軟件；該結(jié)果處理L46實(shí)現(xiàn)對分析結(jié)果進(jìn)行處理，選取優(yōu)化過程中關(guān)心的響應(yīng)；在結(jié)構(gòu)分析完畢后，求解器會輸出結(jié)構(gòu)每個單元的質(zhì)量信息，應(yīng)力信息與位移信息，從中組合得到結(jié)構(gòu)整體質(zhì)量，結(jié)構(gòu)各部分最大應(yīng)力，兩個艙段連接框在連接處沿軸向發(fā)生的錯位位移；具體數(shù)學(xué)表達(dá)如下:W= Σ Wi ^l=Iiiax(Sli), s2=max(s2i),s3=max(s3i) ;dis=max ((IisS1-(Iisli);其中，Wi 為結(jié)構(gòu)各單元質(zhì)量,sli, s2i, s3i 分別為艙段連接框A、艙段連接框B、螺栓和托板螺母每個單元的應(yīng)力值，Clisli, Clidi分別為位于艙段連接框A、艙段連接框B通孔中 心線上的單元的位移信息。
【文檔編號】G06F17/50GK103761378SQ201410015884
【公開日】2014年4月30日 申請日期:2014年1月14日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月14日
【發(fā)明者】王曉慧, 樊思思 申請人:北京航空航天大學(xué)