[發明專利]一種大型結構快速設計優化方法

在審

• 申請號: 201410061453.5
• 申請日: 2014-02-24
• 公開（公告）號: CN103870634A
• 公開（公告）日: 2014-06-18
• 發明（設計）人: 陳鳴亮;王金童;趙學成;李茂;張振濤;張醒;李昊;呂榕新;唐杰;張修科
• 申請（專利權）人: 上海宇航系統工程研究所
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50
• 代理公司: 上海漢聲知識產權代理有限公司 31236
• 代理人: 胡晶

技術領域

本發明涉及建模技術領域，特別涉及一種大型結構快速設計優化方法。

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背景技術

在航天領域結構建?，F有技術中，常用的方式是首先進行各個零部件設計，完成零部件設計后再進行總的裝配協調工作。這種建模方法優點是各個模型獨立，機器配置要求低，人員設計能力要求低，缺點是設計過程中缺乏總體觀念，建模不規范，外部條件變化時修改工作量大。在對設計規范化、精細化、快速化要求嚴苛的航天領域，這種設計方法的應用有一定的局限性。

在運載火箭結構系統中，具有獨立功能及要求的艙段近20多個，若采用傳統的建模設計方法，建模周期長，修改困難，并且各艙段建模不規范，結構匹配性差，嚴重影響工作效率。

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發明內容

本發明針對現有技術存在的上述不足，提供了一種大型結構快速設計優化方法。本發明通過以下技術方案實現：

一種大型結構快速設計優化方法，包括步驟：

S1、獲取總體基本參數，并根據所獲取的總體基本參數確定結構構型；

S2、獲取荷載條件，根據最嚴酷的工況，計算得到大型結構的等效軸壓載荷；

S3、利用解析法優化設計算法對結構構型進行優化，包括：根據等效軸壓載荷設定初始條件，通過公式選取重量、強度剩余系數或剛度為判據，對結構構型進行迭代優化，得到多組優化參數；

S4、選取合適的優化參數建立用于強度有限元分析的線框模型及用于主結構建模的骨架模型；

S5、根據線框模型和骨架模型進行三維數字樣機建模。

較佳的，步驟S3中的公式包括解析法公式和經驗公式。

較佳的，步驟S4具體包括：

S41、對線框模型進行有限元強度分析；

S42、根據有限元強度分析的結果，在骨架模型的基礎上進行三維數字樣機建模。

較佳的，步驟S3中的對結構構型進行迭代優化包括：調用基礎數據庫中的數據對結構構型進行迭代優化；

基礎數據庫中存儲有：優化參數數據、三維數字樣機數據、有限元分析數據、材料屬性數據、標準零件數據以及設計過程參數。

通過本發明，固化結構經典解析計算方法和經驗公式，采用迭代計算的方法在設計初期就能開展設計優化工作，結構主參數自動計算優化，從而大大提高結構設計的效率。

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附圖說明

圖1所示的是本發明的流程圖；

圖2所示的是本發明第一實施例的鉚接艙體初步快速設計優化模塊流程圖；

圖3所示的是本發明第二實施例的貯箱結構初步快速設計優化模塊流程圖。

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具體實施方式

以下將結合本發明的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整的描述和討論，顯然，這里所描述的僅僅是本發明的一部分實例，并不是全部的實例，基于本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動的前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發明的保護范圍。

為了便于對本發明實施例的理解，下面將結合附圖以具體實施例為例作進一步的解釋說明，且各個實施例不構成對本發明實施例的限定。

參見圖1，本發明的大型結構快速設計優化方法主要步驟包括：

S1、獲取總體基本參數，并根據所獲取的總體基本參數確定結構構型；

S2、獲取荷載條件，根據最嚴酷的工況，計算得到大型結構的等效軸壓載荷；

S3、利用解析法優化設計算法對結構構型進行優化，包括：根據等效軸壓載荷設定初始條件，通過公式選取重量、強度剩余系數或剛度為判據，對結構構型進行迭代優化，得到多組優化參數；

S4、選取合適的優化參數建立用于強度有限元分析的線框模型及用于主結構建模的骨架模型；

S5、根據線框模型和骨架模型進行三維數字樣機建模。

參見圖2，本發明一較佳實施例中，鉚接結構快速設計優化流程包括艙段總體定義、載荷計算和艙段布局計算等三部分。