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题名热力耦合作用的贮箱椭球底结构变厚度优化设计
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作者
高佳伟
李鑫
滕浩龙
牛斌
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机构
大连理工大学高性能精密制造全国重点实验室/机械工程学院
上海宇航系统工程研究所
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出处
《宇航学报》
北大核心
2025年第2期346-353,共8页
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基金
国家自然科学基金(52375232)。
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文摘
针对受热力耦合作用的大型薄壁椭球底结构的轻量化设计问题,提出了基于厚度曲面映射的变厚度设计方法。通过选取合适位置和数量的控制点构建厚度曲面,并通过厚度曲面获得结构各位置厚度,结合参数优化的方法寻找最优的厚度曲面,实现厚度连续光滑变化的变厚度设计。针对承载、减重的需求,采用控制点的厚度元素作为设计变量,引入结构的最大Mises应力和应力均匀程度作为约束,建立以最小结构质量为目标的优化列式,实现了热力耦合作用下结构的厚度优化设计。最后,通过数值算例验证该方法的有效性,并与传统等厚度优化方法进行对比分析。结果表明:采用变厚度设计的椭球底结构质量减轻了53.6%,减重效果较等厚度设计提升了22.7%。
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关键词
椭球底
变厚度
热力耦合
厚度映射
优化设计
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Keywords
Ellipsoidal bottom
Variable thickness
Thermo-mechanical coupling
Thickness mapping
Design optimization
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分类号
V47
[航空宇航科学与技术—飞行器设计]
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