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题名电磁炮纤维缠绕约束结构多目标优化
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作者
赵伟
侯保林
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机构
南京理工大学机械工程学院
南京理工大学瞬态物理全国重点实验室
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出处
《兵工学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024年第11期3820-3832,共13页
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基金
瞬态物理全国重点实验室基金项目(2022-JCJQ-LB-061-02)。
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文摘
通过复合材料的经典层合板理论与坐标变换,简化材料模型,避免了复杂的复合材料铺层建模。为了解决电磁炮纤维缠绕约束结构的多目标优化问题,提出一种改进型免疫克隆布谷鸟多目标优化算法(Multi-objective Improved Immune Clonal Cuckoo Algorithm,MOIICCA)。通过对ZDT1~ZDT3测试函数的100组仿真计算,验证了MOIICCA的准确性,并利用反世代距离(Inverted Generational Distance,IGD)评价指标来度量MOIICCA的性能。通过引入深度神经网络(Deep Neural Network,DNN),以646组电磁炮有限元计算结果为训练集,训练出满足工程使用要求的DNN代理模型来代替有限元仿真,提高了多目标优化的计算效率。最后利用MOIICCA对电磁炮纤维缠绕约束结构进行多目标优化,得到符合多目标优化要求的Pareto解集。IGD结果表明:MOIICCA相比于多目标粒子群优化算法和非支配排序遗传算法具有更高的计算精度和计算效率且在高维问题求解时更具优势,测试的时间结果也表明MOIICCA可以在更短的时间内求解得到质量更优的Pareto解集。前10组Pareto解的结果表明,电磁炮纤维缠绕约束结构的碳纤维层1主要以提高环向强度为主、碳纤维层2主要以平衡环向强度与轴向刚度为主。
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关键词
电磁炮
复合材料
多目标优化
纤维缠绕约束结构
克隆选择算法
布谷鸟搜索算法
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Keywords
electromagnetic gun
composite material
multi-objective optimization
fiber winding constrained structure
clonal selection algorithm
cuckoo search algorithm
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分类号
TJ04
[兵器科学与技术—兵器发射理论与技术]
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