計算機輔助飛機鉚釘連接優(yōu)化設計.pdf

1、飛機的框架由許多部分組裝而成，而鉚釘連接是飛機裝配中最常用的連接方式之一。商用飛機上通常有上百萬的鉚釘，首先，它們在飛機安全性上有著決定性的作用。其次，鉚釘數(shù)量的減少也會相應地減少飛機制造的費用。最后，由于連接部分的單位體積的重量和成本都高于飛機結構的其他部分，因此鉚釘連接在設計中也占有非常重要的地位。總體來說，鉚釘連接設計對飛機的機械性能、可制造性以及研發(fā)費用有著重要的影響。
　　目前，飛機鉚釘連接設計涉及到設計與計算兩個部門。

2、部門之間的數(shù)據(jù)交流過程往往不僅浪費大量時間，而且也因為配合不協(xié)調(diào)導致數(shù)據(jù)版本等出現(xiàn)錯誤。此外，由于飛機鉚釘設計設計變量眾多且需要優(yōu)化的目標函數(shù)復雜，所以很難僅僅依靠自動優(yōu)化算法來完成優(yōu)化設計。
　　為了解決這個問題，本文提出了一種計算機輔助飛機鉚釘連接優(yōu)化設計方法。方法首先開發(fā)了一個鉚釘連接設計的評價算法，該評價算法將鉚釘連接的設計變量，例如鉚釘?shù)臄?shù)目、位置、種類等，轉(zhuǎn)化為與結構性能直接相關的觀察變量，例如鉚釘?shù)陌踩禂?shù)、鉚釘間距

3、、結構質(zhì)量等，再將觀察變量轉(zhuǎn)化為機械性能、可制造性、輕量性、符合行業(yè)規(guī)則性四個評價指標，最終將四個評價指標整合為結構的總性能，設計者根據(jù)評價算法提供的反饋信息對初始方案進行初步的優(yōu)化設計；其次利用人工免疫系統(tǒng)優(yōu)化算法進行進一步的優(yōu)化設計，人工免疫系統(tǒng)優(yōu)化算法是由人體免疫系統(tǒng)機制啟發(fā)的隨機優(yōu)化算法，它將方案當做抗體，目標函數(shù)當做抗原，本文將初步優(yōu)化的設計方案放入初始方案群中，通過對方案群的復制、變異、選擇等步驟提高方案的總性能，得到最終的