基于MPI的大规模变量结构优化技术研究

针对大规模变量结构优化问题,研究了基于虚载荷法的位移敏度求解理论,提出了惩罚函数随优化迭代次数自适应变化的二次扩展内罚函数法,并结合牛顿法作为优化算法。采用MPI并行技术实现了敏度求解的局部并行计算,解决了大规模变量结构优化技术中的规模和效率问题。采用FORTRAN语言在HAJIF2013系统上对上述方法编程实现,实例表明,优化方法能够快速、稳定收敛到最优解,以及基于虚载荷法的位移敏度解析求解理论的高效性和准确性。

基于全解析法的气动弹性剪裁方法研究与软件实现

针对大型飞机复合材料机翼多学科耦合的气动弹性问题,利用复合材料层压板的刚度方向性和耦合效应,使载荷作用下的翼面结构产生有利的弹性变形,从而提高结构设计性能和气动弹性特性。在国产自主平台上设计并开发了气动弹性剪裁设计软件,软件包括结构分析模块,优化设计模块及前后置处理模块。运行结果表明,研究方法和设计的软件能够有效地对气动弹性和优化问题进行分析,且具备的气动弹性剪裁功能在多个型号进行成功的应用。

基于二级优化技术的襟翼导轨设计方法研究及应用

结构质量对飞机的各项性能具有至关重要的影响,为了有效降低飞机结构质量,合理布置材料,提高材料的利用效率,发展一种二级优化设计技术。以外襟翼平面导轨结构为研究对象,将优化设计问题分解成两个易于求解的子问题——顶层优化设计和底层优化设计,顶层优化设计采用拓扑方法确定腹板的加筋形式,底层优化设计采用尺寸优化确定襟翼导轨的厚度分布;通过两层优化,在结构质量最小化的基础上,使得结构形式最优化。结果表明:在保证应力和位移水平的前提下,二级优化设计技术可以快速有效地减轻结构质量,具有一定的工程应用价值。

基于等基因序列双重随机遗传算法的复合材料铺层优化

复合材料铺层优化中常用的各种遗传算法较难同时综合考虑表面45°、分层比例、连续铺层数限制等复杂工程约束问题,基于此,提出一种针对复合材料层压板的等基因序列双重随机遗传算法,在交换和突变算子中引入双重随机算法以保证优化迭代中基因序列的严格相等,基于SABRE软件实现该优化算法,并通过算例验证算法的正确性。结果表明:该算法可满足均衡性、对称性、表面45°、连续铺层数限制、铺层比例等复杂工程约束,有较高的可靠性与工程适用性。

民机中央翼加筋壁板承载能力的非线性有限元分析

应用非线性有限元分析技术,采用MSC.Patran为前后置处理器进行建模,以具有较强非线性功能的Marc软件为求解器,细致研究了某民机中央翼加筋板结构在受力状态下的非线性变形、后屈曲破坏过程、最终失稳破坏形式及载荷,与试验结果进行了比较,破坏过程及破坏形式与试验相吻合,计算的破坏载荷与试验的破坏载荷误差在5%以内,显示文中方法可以满足工程设计和分析要求。

典型盒段结构静强度试验与分析的相关性研究

基于一模拟直机翼的悬臂盒段梁翼尖处加载的试验，考虑大变形对试验精度的影响，建立了相应的计算模型，并利用abaqus软件进行了数值计算。对试验结果进行了分析，并给出了盒段各部位的应变、挠度试验值以及计算值随载荷的变化曲线，进行了试验和分析的相关性研究。对试件考虑几何非线性响应的影响和加载方向的影响进行了详细的讨论。

计算结构力学在飞机强度领域的发展与展望

分析回顾了计算结构力学在飞机强度领域的发展历程，结合国内具体实际，提出了两个发展方向：面向设计的多学科综合优化设计，与试验结合的虚拟结构试验。通过对两个方向的技术综述，探讨了关键技术和进一步需要着重开展的工作。

飞机结构强度静力试验计算机仿真系统的构架与组成

介绍了飞机结构强度静力试验仿真系统的构架和组成部分，试验环境、试验样机和试验过程的仿真是飞机结构强度静力试验仿真系统的组成部分。试验样机的静力学仿真模型足结构静力试验仿真系统准确性和可靠性的关键，除有限元分析方法模型外，提出了基于历史试验数据的特征结构模型。飞机结构强度静力试验仿真系统是一个能够不断积累资源和不断完善性能的结构试验仿真系统，同时也是开发其它飞机结构强度仿真试验系统的软件平台。

飞机复合材料壁板稳定性分析

应用MSC．Nastran屈曲分析模块，研究了某飞机复合材料上壁板在纯弯载荷作用下的稳定性问题。给出了机身上壁板局部失稳模态、筋条失稳模态以及临界失稳载荷。与试验结果比较，分析结果与其吻合良好。

典型薄壁加筋壁板轴压试验件边界支持高准度模拟技术研究

本文采用非线性有限元方法,以民机机翼上壁板2种构型及机身下壁板2种构型的加筋壁板试验件的支持情况为例,进行轴压试验件支持边界有限元模拟技术,并结介试验数据对最终失稳破坏形式及载荷进行比较,破坏形式与试验相吻介,计算的破坏载荷与试验的破坏载荷俣杀在5%以内,验证模拟试验边界的建模方法的高准确度,以供后续参考。

复合材料机翼吊挂假件传力分析及有限元建模技术研究

在复合材料机翼静强度试验中,通过设计吊挂假件实现发动机载荷的施加与传递。吊挂假件作为重要,的传力结构。在构建虚拟试验模型时,其模拟精度直按影响发动机吊挂区的结构评估。为准确模拟吊挂连接区载荷传递,本文针对某复合材料机翼吊挂假件进行有限元建模,通过对比分析连接部位模拟策略,获得高精度的载荷传递效果。数值计算结果表明:基于有限元分析获得的飞机吊挂接头载荷与任务书载荷一致性较好,验证吊挂假件有限元模型的可信性。

某型飞机直流供电设备随机振动分析

从某型飞机直流供电设备结构设计人手,运用随机振动分析相关理论,依据建立的结构设备有限元模型,通过施加典型环境下随机振动频谱,对直流供电设备的随机振动响应进行分析,给出隔振器的振动传递率,为该设备设计定型提供参考。

面向对象的计算机辅助飞机结构试验设计软件开发与分析——安装图设计部分

主要介绍了在计算机辅助飞机结构试验设计系统中，使用面向对象的思想，对安装图设计子系统的需求分析、功能分解、对象定义，并且描述了各对象之间的相互关系。最后，对各对象类的主要状态信息和行为进行了简单描述。计算机辅助飞机结构试验设计软件安装图设计功能是采用面向对象的计算机编程语言Visual C++6．0在Windows 2000操作系统上进行开发的。

面向对象的飞机结构试验设计软件分析与开发——胶布带图设计部分

介绍了在飞机结构静力试验仿真系统中，使用面向对象技术对胶布带图设计功能进行的需求分析、功能分解和对象抽象，以及各种对象和它们之间的相互关系。最后，对各对象类的主要属性和主要方法进行了简单描述。电机结构静力试验仿真系统中胶布带图设计功能是采用面向对象的计算机编程语言Visual C++在Windows操作系统上进行开发的。

基于响应面法的风洞天平优化设计研究

介绍了风洞应变天平的工作原理、设计流程和设计要求，研究了风洞应变天平优化设计的数学模型，研究了响应面及其构造方法，提出了基于响应面法的风洞应变天平优化设计方法，利用模板法和积木拼接法对风洞应变天平进行参数化建模，给出了天平优化设计实例。

基于数据库技术的飞机结构CAD／CAE软件集成方法及工程实现

针对飞机打样设计阶段结构计算、分析的特点，介绍了用于飞机结构设计、分析的基于数据库的CAD／CAE软件集成方法，以及可用于飞机设计方案计算、分析工作流程组织与数据组织管理的一种实现方法。

基于云仿真系统的体系结构研究与应用

研究云计箅和云仿真系统体系结构,对基于云仿真系统的CAE软件体系架构进行研究,梳理云计算环境下CAE软件架构设计实现的关键技术.提出一种能够融合云计算和云仿真的CAE软件架构,为国产CAE软件云平台搭建提供参考,具有一定的工程实用价值。

二维裂纹转折机理研究

以紧凑拉伸试验件为研究对象，研究了二维裂纹转折的数值模拟问题。基于有限元模型，采用域积分法计算断裂力学参数，二阶线弹性断裂力学理论计算裂纹转折角，更新生成新裂纹，通过循环模拟出裂纹转折路径。在ABAQUS／CAE平台上采用Python编程语言开发了二维裂纹转折模拟程序，通过算例验证其正确性，并对裂纹转折机理进行初步探讨。

基于仿真分析的加载端盖强度分析与优化

某型飞机机身静力试验作为关键的强度研发试验,可以为后续结构设计提供有效指导。加载端盖的主要作用是在试验中施加试验载荷,同时向机身提供约束。本文根据加载端盖在试验中的受力特点,讨论其在结构设计中的重要问题,提出对应的有限元建模方案,并对其进行有限元分析,给出分析结果和强度校核结果,针对加载端盖安全系数高的问题,对其进行减重优化,最后给出优化后的校核结果。本文可为同类型加载端盖的设计优化提供重要支持。

考虑结构-气动-噪声等约束的背撑发动机中央机体结构优化设计

针对翼身融合中央机体结构特点。对复合材料中央机体进行结构设计,经过分析得到适合的中央机体结构形式,对该结构进行多学科设计,以结构变形、强度、气弹、固有频率,噪声消减/遮蔽等为约束条件,以承载效率和轻量化为优化目标,提出兼顾结构-气动-噪声等耦合效应的中央机体结构优化设计方法,为提高翼身融合背撑发动机布置中央机体结构承载效率奠定基础。