飞机活动翼面的结构布局方法研究 被引量：4

1

作者 邓扬晨 张卫红 +1 位作者 万敏 章怡宁 《力学与实践》 CSCD 北大核心 2004年第5期14-17,共4页

为探讨飞机活动翼面结构布局方法,提供一种用于结构方案论证时的新方法.采用模块化策略作为技术途径,表现为将CAD,CAE和结构拓扑优化组合使用,以UG作为CAD几何造型平台,以ANSYS作为CAE建模平台,利用“敏度阀值”概念和“约束补偿”措施... 为探讨飞机活动翼面结构布局方法,提供一种用于结构方案论证时的新方法.采用模块化策略作为技术途径,表现为将CAD,CAE和结构拓扑优化组合使用,以UG作为CAD几何造型平台,以ANSYS作为CAE建模平台,利用“敏度阀值”概念和“约束补偿”措施构造出一种拓扑优化新算法.以实际飞机型号作为算例,优化结果与真实的结构布局形式相比较,能够指出传统设计的不足之处,既验证了建立的物理模型的合理性,又考核了该优化算法的有效性. 展开更多

关键词 CAD CAE 几何造型 UG 新算法 平台 建模 活动 实际 结构布局

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从机翼薄壁盒结构设计中引出的问题 被引量：4

2

作者 邓扬晨 张卫红 +1 位作者 朱继宏 章怡宁 《力学与实践》 CSCD 北大核心 2004年第6期20-22,共3页

以结构稳定性作为切入点,利用多格薄壁盒来模拟机翼结构的主要承力部分,能够既保留问题实质又降低复杂性.模型曲线形状表明:该优化问题为非凸不连续,具有多个局部最优解;优化结果指出: (1)替换材料, (2)增减载荷大小, (3)改变几何参数,... 以结构稳定性作为切入点,利用多格薄壁盒来模拟机翼结构的主要承力部分,能够既保留问题实质又降低复杂性.模型曲线形状表明:该优化问题为非凸不连续,具有多个局部最优解;优化结果指出: (1)替换材料, (2)增减载荷大小, (3)改变几何参数,最优结构拓扑形式均要发生变化.因此,无论从学术研究还是工程应用,基于稳定性约束的机翼结构优化均是一个值得研究的内容. 展开更多

关键词 改变 模拟机 保留 问题 降低 曲线形状 变化 机翼结构 切入点 学术研究

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多维函数图形的一种三维可视化方法 被引量：3

3

作者 邓扬晨 张卫红 +1 位作者 钱卫 章怡宁 《西北工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第3期368-371,共4页

为研究多维函数图形的可视化问题 ,利用科学可视化概念和向量正交性的特点 ,将多维函数通过某种链化方式转化为三维函数 ,提出了函数可视化的一种新方法。 3个算例均表明该方法针对所研究的问题有效和可靠 ,并且不受函数变量维数的限制 。

关键词 多维函数 可视化 向量正交性 变量链化

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多元多层平纹机织CMC-SiC弹性常数的多尺度均匀化高效预测方法 被引量：6

4

作者 许英杰 张卫红 汪海滨 《材料科学与工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2008年第4期526-529,共4页

多元多层碳化硅陶瓷基复合材料(Silicon carbide ceramic matrix composites,CMC-SiC)等效弹性常数的准确、高效预测是实现材料性能优化与结构计算分析的重要基础。本文以多元多层平纹机织CMC-SiC为研究对象,建立了其多尺度微结构有限... 多元多层碳化硅陶瓷基复合材料(Silicon carbide ceramic matrix composites,CMC-SiC)等效弹性常数的准确、高效预测是实现材料性能优化与结构计算分析的重要基础。本文以多元多层平纹机织CMC-SiC为研究对象,建立了其多尺度微结构有限元模型,采用均匀化方法依次在纤维丝和纤维束尺度上进行了弹性性能常数的计算。通过合理的等效,简化了多元多层微结构有限元模型的复杂性,提高了等效性能的均匀化计算效率。数值计算结果与实验结果证实吻合较好,验证了本文提出的微结构模型以及预测方法的有效性。 展开更多

关键词 多元多层平纹机织CMC-SiC 多尺度分析 均匀化方法

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基于分级优化的飞机翼面结构布局综合技术研究 被引量：20

5

作者 邓扬晨 张卫红 章怡宁 《强度与环境》 2005年第1期27-35,63,共10页

为了探讨飞机翼面结构主要纵横骨架的最佳布局问题,并提供符合工程实际的、用于概念设计阶段的飞机结构设计方法,本文采用分级优化与集成的策略,该策略分为三个层次。第一个层次为拓扑优化,并由此确定纵向骨架的个数与位置的最优布局;... 为了探讨飞机翼面结构主要纵横骨架的最佳布局问题,并提供符合工程实际的、用于概念设计阶段的飞机结构设计方法,本文采用分级优化与集成的策略,该策略分为三个层次。第一个层次为拓扑优化,并由此确定纵向骨架的个数与位置的最优布局;第二个层次为尺寸优化,它用来确定翼面的中间参数;第三个层次为稳定性准则优化,它确定横向骨架的个数与位置的最优布局。在分级优化的三个层次中,拓扑优化是独立的,尺寸优化与稳定性准则优化是相互耦合的。以国外某飞机机翼为例,结果表明本文提出分级优化的思路与所采用的集成方法是可行的,并且具有很好的数值效果。作者认为:它对从事飞机结构设计的人员有—定的指导性和参考价值,值得在飞机设计部门推广应用。最后,总结给出五点结论供参考。 展开更多

关键词 飞机翼面 飞机结构 飞机设计 飞机机翼 结构布局 拓扑优化 综合技术 三个层次 效果 纵向

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基于拓扑优化技术的飞机普通框设计方法研究 被引量：14

6

作者 邓扬晨 陈华 +1 位作者 马明亮 章怡宁 《强度与环境》 2005年第2期39-45,共7页

为了能够合理地降低飞机结构重量系数,针对飞机结构件,以普通框为研究对象,通过对“敏度阈值”的改进,提出“敏度变阈值”概念,并与“约束补偿”策略结合而形成拓扑优化算法,用于普通框的材料布局设计。以一轻型飞机的后段某一普通框为... 为了能够合理地降低飞机结构重量系数,针对飞机结构件,以普通框为研究对象,通过对“敏度阈值”的改进,提出“敏度变阈值”概念,并与“约束补偿”策略结合而形成拓扑优化算法,用于普通框的材料布局设计。以一轻型飞机的后段某一普通框为例,拓扑优化结果表明:(1)等材料设计时,刚度提高百分之四十;(2)等刚度设计时,材料用量减少百分之三十。由此可以得出:(1)基于“敏度变阈值”的拓扑优化算法用于飞机普通框改进设计是可行的和有效的;(2)给出了一种具有可操作性的设计方法,用以实现框结构“等刚度”的设计思想;(3)所给出的方法易于飞机结构设计人员接受与掌握,并且具有工程实用价值。 展开更多

关键词 飞机结构设计 普通框 材料布局 拓扑优化 敏度变阈值 约束补偿

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形状复杂零件的装夹参数确定算法 被引量：2

7

作者 秦国华 路冬 吴铁军 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第12期1691-1697,共7页

复杂型面零件的装夹是机械制造领域中的一个难点问题。零件装夹的确定依然取决于设计者或专家的经验与知识水平,难以满足日益增长的形状复杂零件的高精度加工要求。为此,首次系统地提出了一种装夹参数的确定算法。基于质点运动的速度合... 复杂型面零件的装夹是机械制造领域中的一个难点问题。零件装夹的确定依然取决于设计者或专家的经验与知识水平,难以满足日益增长的形状复杂零件的高精度加工要求。为此,首次系统地提出了一种装夹参数的确定算法。基于质点运动的速度合成原理和齐次线性方程组的解的性质,建立了定位正确性判定算法,以确定可行的定位点数目及其布局;基于静力平衡条件和齐次线性方程组的解的存在性,建立了零件加工稳定性分析模型及其算法,从而实现夹紧力大小、作用点、作用顺序的优选。该方法不仅能够验证夹具装夹方案的可行性,而且还能供装夹参数的合理设计时参考。 展开更多

关键词 机械制造工艺与设备 装夹参数 定位正确性 加工稳定性 裕度 算法

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拓扑优化设计中刚度与密度关系的一种力学模型 被引量：4

8

作者 邓扬晨 张卫红 +1 位作者 刘晓欧 章怡宁 《航空计算技术》 2004年第1期1-4,共4页

为了探讨变密度法中伪密度的变化对材料刚度的影响,并建立两者之间的力学关系,本文采用有限元法研究这一问题。提出利用"实心"与"空心"两种八节点体单元来构建"微元体"模型,通过各种比例的"实心&qu... 为了探讨变密度法中伪密度的变化对材料刚度的影响,并建立两者之间的力学关系,本文采用有限元法研究这一问题。提出利用"实心"与"空心"两种八节点体单元来构建"微元体"模型,通过各种比例的"实心"和"空心"体单元的均匀组合,来模拟伪密度数值的变化过程。理论分析与推导表明:确定"微元体"的刚度时,本模型不仅与加载和约束形式无关,而且与"微元体"的形状亦无关。通过数值试验,可以给出这种模型的刚度与伪密度的离散数值关系;最后,利用幂指函数获得其解析关系。计算结果发现一个十分有趣的现象:刚度与伪密度不遵循人为给出的幂函数关系。 展开更多

关键词 变密度法 微元体 有限元建模 数值试验 幂指函数 计算结构力学 结构拓扑优化

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基于最小范数原理的夹紧力优化设计算法 被引量：5

9

作者 秦国华 张卫红 《中北大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2011年第4期442-447,共6页

合理地确定夹紧力是夹具设计过程极为重要的环节,为此对工件处于稳定状态的约束条件进行了系统研究,提出了夹紧力的优化设计算法.首先,基于螺旋理论建立了工件稳定性模型.其次,基于最小范数原理,提出了夹紧力的优化设计模型.在摩擦锥线... 合理地确定夹紧力是夹具设计过程极为重要的环节,为此对工件处于稳定状态的约束条件进行了系统研究,提出了夹紧力的优化设计算法.首先,基于螺旋理论建立了工件稳定性模型.其次,基于最小范数原理,提出了夹紧力的优化设计模型.在摩擦锥线性转化以及变量非负转换的基础上,提出了夹紧力的优化设计松弛为线性规划问题的求解方法.最后,以典型的"3-2-1"定位方案为例,分析了其夹紧力优化设计的全过程.分析结果表明:基于最小范数原理的夹紧力优化算法简便易行,实验数据可靠,不但改变了一般工艺中夹具设计的经验性方法,而且也丰富了夹具设计的基础理论. 展开更多

关键词 最小范数原理 摩擦锥 线性规划 夹紧力

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从多格薄壁盒模型结构优化设计想到的问题 被引量：2

10

作者 邓扬晨 张卫红 +1 位作者 王敏 章怡宁 《航空计算技术》 2003年第4期8-11,共4页

通过构建简单模型来揭示飞行器翼面复杂结构中存在值得探讨的专题,是本文要研究的内容。以结构稳定性条件作为切入点,利用多格薄壁盒作为简化模型来模拟翼面结构的主要承力部分,巧妙地降低了问题的复杂性。其图形曲线特征表明:该优化问... 通过构建简单模型来揭示飞行器翼面复杂结构中存在值得探讨的专题,是本文要研究的内容。以结构稳定性条件作为切入点,利用多格薄壁盒作为简化模型来模拟翼面结构的主要承力部分,巧妙地降低了问题的复杂性。其图形曲线特征表明:该优化问题的目标函数非凸不连续,而且还具有多个局部最优解;进一步的计算指出:无论是替换材料还是增减载荷大小或者改变几何参数的尺寸,此模型的最优结构拓扑形式均要发生变化。从本文所做的工作可以推知:无论从学术研究角度还是工程应用方面,基于稳定性约束的翼面结构优化设计均是一个值得研究的专题。 展开更多

关键词 飞行器 翼面 结构优化设计 多格薄壁盒模型 稳定性

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飞机翼面结构概念设计方法研究 被引量：1

11

作者 邓扬晨 陈华 +1 位作者 章怡宁 马明亮 《航空计算技术》 2005年第2期1-5,共5页

旨在探讨新一代飞机翼面结构概念设计方法,并提供一种基于现代集成设计技术的、具有良好操作性的、用于飞机结构方案论证的新方法,本文采用模块化策略和三种手段相结合的思想作为技术途径,体现为将CAD、CAE和结构拓扑优化组合使用,以UG... 旨在探讨新一代飞机翼面结构概念设计方法,并提供一种基于现代集成设计技术的、具有良好操作性的、用于飞机结构方案论证的新方法,本文采用模块化策略和三种手段相结合的思想作为技术途径,体现为将CAD、CAE和结构拓扑优化组合使用,以UG作为几何造型CAD平台,以AN-SYS作为CAE建模平台,利用作者提出的敏度阀值概念和约束补偿措施构造出一种拓扑优化新算法。以实际飞机型号作算例,结合“功能构件”与“非功能构件”概念,使得优化结果与真实的结构布局形式具有很好的一致性,这既验证了本文所建优化模型的合理性,又考核了该优化算法的有效性,也说明了文中提出的“概念设计方法”具有一定的实用性。从该方法的良好操作性可以预示出它对未来飞机翼面结构设计会具有较好的指导作用。 展开更多

关键词 飞机 机翼结构 概念设计 CAD/CAE 拓扑优化

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