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优化设计方法在航空结构应用中的初探: 近年来随着我国航空航天事业的飞速发展,结构优化技术为一批重大型号项目研制成功发挥了重要的作用,其工程认可与应用程度日益深刻广泛。结合近年来所承担的课题项目,本文介绍了在该领域开展的一些主要研究工作,探讨了结构轻量化设计的...; 张卫红

2D C/SiC复合材料氧化环境下的微结构建模及等效弹性性能预测: 本文研究了800℃以下氧化环境中2D C/SiC复合材料的微结构表征建模以及等效弹性性能预测问题。通过将氧化动力学模型与微结构表征建模相结合,模拟了2D C/SiC复合材料微结构构型随着氧化时间的演化,建立了材料弹性性能...; 许英杰张卫红; 关键词：微结构弹性性能

一种三维曲面上槽孔形状优化方法: 2010年; 航空宇航薄壁曲面结构中存在大量减重孔、维修孔、冷却孔等孔形设计问题。对于结构的轻量化、性能与寿命具有重要的影响．由于三维曲面上的孔形优化设计必须保证优化过程中孔形曲线始终位于特定曲面结构上，现有工作难以实现设计变量的合理定义与工程数值仿真自动化设计．; 关键词：三维曲面槽孔自动化设计设计问题优化设计

薄壁结构的加筋布局优化设计被引量：25: 2009年; 采用拓扑优化方法研究了薄壁结构的加筋布局优化问题。考虑到航空航天领域薄壁加筋结构的大量使用与结构形式的复杂性,提出了一种适用于有限元自由网格剖分的加筋设计新方法——几何背景网格法。该方法一方面通过定义几何背景网格的大小,实现了加筋设计域内任意离散网格沿加筋高度方向的布局参数化定义;另一方面,通过背景网格曲线坐标系下的定义,实现了三维曲面薄壁壳结构的加筋布局设计。采用该方法分别对平面结构与曲面薄壁结构进行了以结构刚度最大为目标的加筋优化设计。数值结果表明,所提出的方法能有效获得合理的加筋布局。; 张卫红章胜冬高彤; 关键词：薄壁结构拓扑优化

惯性载荷作用下结构拓扑优化被引量：10: 2009年; 针对惯性载荷作用下的结构拓扑优化设计问题,基于结构整体柔顺度的灵敏度计算公式的推导,阐述了此类问题目标函数的非单调特征;根据载荷与单元刚度的设计相关性,分析了多种材料插值模型对优化结果和迭代过程的影响.在此基础上,提出可变参数的RAMP模型,对不等式体积约束和纯自重作用下的拓扑优化问题,通过稳定的优化迭代过程得到逼近理论最优解的优化结果.理论分析和数值算例表明,设计相关惯性载荷导致结构柔顺度的灵敏度不再永远为负值,即柔顺度不再是单调减函数;惯性载荷作用下拓扑优化结果并不总是达到体积约束上限,即材料用量越多结构刚度未必越大;已有的ESO和MP类优化方法的优化结果存在明显的区别,而选择适当的材料插值模型能够很好的将两类优化方法的结果统一起来.; 高彤张卫红朱继宏; 关键词：拓扑优化

压力载荷下的结构拓扑—形状协同优化: <正>压力载荷作用下的结构轻量化设计是工程中的常见问题,由于压力加载面的可设计性,现有以固定载荷为基础的拓扑优化技术不能很好处理这类问题。为此,提出拓扑-形状协同优化方法来解决这类问题。直接采用CAD参数化样条或B样条曲...; 杨军刚张卫红朱继宏; 关键词：拓扑优化轻量化设计; 文献传递

压力载荷下的结构拓扑-形状协同优化被引量：9: 2009年; 压力载荷作用下的结构轻量化设计是工程中的常见问题,由于压力加载面的可设计性,现有以固定载荷为基础的拓扑优化技术不能很好地处理这类问题。直接采用CAD参数化样条或B样条曲线描述压力加载面,通过拓扑和形状变量的联合优化满足了工程实际对结构轻量化与边界的功能性与光滑性设计要求。同时,为了避免结构边界形状变化时有限元网格刷新引起的定义拓扑伪密度变量的困难,用所提出的背景网格和密度点技术实现了每一步单元密度设计迭代结果的自动传递,并采用网格变形技术实现了形状设计变量灵敏度分析。采用4个数值算例验证了方法的有效性,其中发动机承力框架的设计结果充分说明该方法在航空结构设计中的重要应用价值。; 张卫红杨军刚朱继宏; 关键词：拓扑优化轻量化设计

Shape optimization of 3D curved slots and its application to the squirrel-cage elastic support design被引量：8: 2010年; The squirrel-cage elastic support is one of the most important components of an aero-engine rotor system.A proper structural design will favor the static and dynamic performances of the system.In view of the deficiency of the current shape optimization techniques,a new mapping approach is proposed to define shape design variables based on the parametric equations of 3D curves and surfaces.It is then applied for the slot shape optimization of a squirrel-cage elastic support.To this end,an automatic design procedure that integrates the Genetic Algorithm (GA) is developed to solve the problem.Two typical examples with different shape constraints are considered.Numerical results provide reasonable optimum designs for the improvement of stiffness and strength of the squirrel-cage elastic support.; WANG DanZHANG WeiHongWANG ZhenPeiZHU JiHong

三维曲面上槽孔形状优化方法及其在鼠笼式弹性支座设计中的应用被引量：4: 2010年; 鼠笼式弹性支座是飞机发动机转子系统内的关键支撑构件,其设计结果直接影响到转子-支承系统的静动特性.开展了鼠笼式弹性支座的槽孔形状优化设计研究,通过阐明三维曲面上孔形优化设计的难点以及现存形状优化设计方法的不足,提出了基于曲线-曲面方程的几何设计变量参数化映射定义的新方法.根据形状优化设计问题设计变量少、约束多的特点,采用遗传算法建立了满足弹性支座减重与强度刚度设计要求的自动优化设计流程.以两个鼠笼式弹性支座槽孔形状优化设计为例,实现了单对称形、双对称形和椭圆形周期分布槽孔的优化设计,发现槽孔优化形状均具有两头窄、中间宽的纺锤形特点,说明纺锤形槽孔是鼠笼式弹性支座的一种新型有效的槽孔设计形状.; 王丹张卫红王振培朱继宏; 关键词：应力集中

Shape optimization of curved slots on 3D surface: 2010年; In the aeronautic and aerospace thin-walled structures,hole shape designs are very popular to achieve the weight reduction,structural repa-ration,; ZHANG WeiHong; 关键词：插槽薄壁结构

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中国航空科学基金(2008ZA53007)