惯性载荷下飞行模拟器大臂结构的拓扑优化

摘要：

采用导重法对惯性载荷下、以转动惯量为约束的拓扑优化问题进行求解.导重法经过改进,可以得到固定载荷下以整体柔顺度为目标、以转动惯量为约束的拓扑优化迭代公式.考虑到迭代计算时惯性载荷本身随各向同性固体微结构惩罚模型(Solid isotropic micro-structures with penalization,SIMP)中的伪密度的变化,进一步推导重力作用下的单工况拓扑优化迭代公式和重力-离心力同时作用下的多工况拓扑优化迭代公式,并通过相应算例证明其可行性和有效性.将得到的迭代算法应用于飞行模拟器大臂的优化设计中,并将由此得到的拓扑形貌与商业化优化软件Optistruct中得到的结果进行比较.对比显示:该算法比传统的序列线性规划法(Sequential linear programming,SLP)或移动渐近线法(Method of moving asymptotes,MMA)的优化效果更佳,且二者的迭代效率差别不大.导重法为惯性载荷作用下以总体柔度为目标、以转动惯量为约束的拓扑优化问题提供新的有效的解决思路.

关键词：拓扑优化、惯性载荷、转动惯量、导重法、飞行模拟器

所属期刊栏目：50

分类号：O342;V416(固体力学)

资助基金：国家杰出青年科学基金51225503;国家科技重大专项2012ZX04008-041

在线出版日期：2014-05-30（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共10页

页码：14-23