基于代理模型的L型雙加筋板結(jié)構(gòu)動力學(xué)優(yōu)化設(shè)計.pdf

1、加筋板結(jié)構(gòu)作為航空航天結(jié)構(gòu)中的重要組成部分，在飛行過程中會受到不同形式的隨機(jī)載荷激勵，充分了解加筋板結(jié)構(gòu)的動力學(xué)特性是此類結(jié)構(gòu)設(shè)計的關(guān)鍵。此外，提高結(jié)構(gòu)性能、減輕結(jié)構(gòu)重量等是現(xiàn)代航空航天結(jié)構(gòu)設(shè)計的重要主題。本文以典型加筋板結(jié)構(gòu)的動力學(xué)特性為目標(biāo)，主要研究其模型修正、優(yōu)化設(shè)計方法，并進(jìn)行了優(yōu)化前后的試驗(yàn)驗(yàn)證。
　　簡要敘述了建立代理模型常用的試驗(yàn)設(shè)計方法、近似方法和評價指標(biāo)，結(jié)合典型函數(shù)算例對代理模型的建模精度進(jìn)行了比較，通過比較給

2、出了各模型在確定性仿真中的適用性。同時，在試驗(yàn)設(shè)計點(diǎn)中引入高斯白噪聲，模擬不確定性干擾，比較了各代理模型處理噪聲的能力；為了能反映優(yōu)化設(shè)計過程中對應(yīng)于每一組迭代參數(shù)下結(jié)構(gòu)的真實(shí)形式，基于MSC.Patran的參數(shù)化建模功能，建立了L型雙加筋相似結(jié)構(gòu)的參數(shù)化模型。對于模型中成組的螺栓連接，分別采用基于幾何特征的Bush和Beam連接單元建模，并比較了不同連接建模方式引起的結(jié)構(gòu)響應(yīng)誤差；對加筋板結(jié)構(gòu)進(jìn)行了模態(tài)分析，通過對比計算模態(tài)分析和試驗(yàn)

3、模態(tài)分析的結(jié)果，評價了兩者之間的相似性。計算了結(jié)構(gòu)模型匹配MAC值較高的5階頻率對預(yù)選剛度的靈敏度，并將3個靈敏度值較高的切向剛度作為修正參數(shù)，對此5階頻率作了修正。對比修正前后模型對應(yīng)階次的頻率誤差可知，模型修正縮小了計算和試驗(yàn)之間的誤差，達(dá)到模型修正的目的；最后，基于修正后的有限元模型，通過有限元分析與數(shù)值計算接口，建立設(shè)計參數(shù)和約束函數(shù)、目標(biāo)函數(shù)之間的代理模型。采用遺傳算法和粒子群優(yōu)化算法，分別基于有限元模型和代理模型，對L型雙加