基于二級多點逼近算法的航天器結構優化設計
2011-03-16 09:21:00陳珅艷
北京航空航天大學學報
2011年2期
陳珅艷 黃 海
(北京航空航天大學 宇航學院,北京 100191)
基于二級多點逼近算法的航天器結構優化設計
陳珅艷 黃 海
(北京航空航天大學 宇航學院,北京 100191)
在某新型衛星結構研制的初樣階段,建立了衛星初始設計的有限元模型.以主承力桁架結構中各梁的截面尺寸為設計變量,考慮整星模態頻率和強度約束,建立了以結構重量最輕為目標的優化模型.應用二級多點逼近優化算法進行了結構優化計算,在每一個計算周期中,原結構優化問題先轉化為具有較高精度的第 1級多點近似問題,該問題則通過可由對偶法快速求解的第 2級近似問題逼近.經過初步試算、設計改進和再優化 3個階段,設置并進行了一系列的優化計算,逐步明確了設計的方向和各結構參數的取值范圍,得到了合理的可行方案,為該衛星平臺結構初樣的詳細設計提供了參考,同時表明所采用的優化方法適用于工程結構優化問題.
結構優化;衛星;工程;應用
航天器的尺寸、重量和復雜性不斷提高,由于火箭的運載能力有限,航天器的結構重量成為一個關鍵的設計因素.在衛星結構研制初樣階段中,欲實現結構重量最小且同時滿足多個設計約束,需首先進行反復的初樣設計與初樣分析,直到滿足總體的設計要求.將結構優化技術應用于初樣的設計與分析,可以有效提高設計效率和水平.在國外的衛星結構設計中已有不少成功案例,如美國 TRW公司在 GRO和 OMV的初……
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