發(fā)布時(shí)間：2024-05-21 01:56

　　針對(duì)高海拔汽車試驗(yàn)艙體結(jié)構(gòu)存在質(zhì)量過大,艙體在極端工作情況下發(fā)生失效的問題,以中間段測功艙為研究對(duì)象,對(duì)其主體結(jié)構(gòu)靜態(tài)和動(dòng)態(tài)性能進(jìn)行了研究。提出了以測功間艙靜態(tài)載荷下剛度最大和動(dòng)態(tài)低階固有頻率最大為目標(biāo),采用折衷規(guī)劃法和平均頻率法定義多目標(biāo)函數(shù)進(jìn)行了結(jié)構(gòu)拓?fù)鋬?yōu)化,得出了其結(jié)構(gòu)的單元密度圖,找出了艙體結(jié)構(gòu)的薄弱環(huán)節(jié);對(duì)拓?fù)鋬?yōu)化后的艙體構(gòu)型進(jìn)行了重新布局,通過構(gòu)建尺寸參數(shù)的數(shù)學(xué)優(yōu)化模型,對(duì)關(guān)鍵尺寸加強(qiáng)筋厚度及蒙皮參數(shù)進(jìn)行了尺寸優(yōu)化。研究結(jié)果表明:優(yōu)化后的測功間艙體結(jié)構(gòu)質(zhì)量減少10.9%,前三階固有頻率增長6.2%～7.8%,最大變形量減少13.6%,雖然最大等效應(yīng)力增加24%,但各項(xiàng)指標(biāo)仍滿足測功間艙工作情況設(shè)計(jì)要求,最終實(shí)現(xiàn)了優(yōu)化目的。

【文章頁數(shù)】：6 頁

【部分圖文】：

圖1艙體受力示意圖

通過簡化模型的靜力學(xué)分析,如圖1所示。圖1中,分別將殼體簡化為均布載荷下兩端固定的簡支梁和整個(gè)艙段簡化為中間加簡支約束的簡支梁,分析其殼體的擾度。一體式測功間艙體中,長度方向較寬度和高度方向尺寸過大,使中間擾度較大,在載荷作用下可能產(chǎn)生較大位移,容易不滿足剛度要求;而采用分段式艙....

圖2測功間三維模型

測功間三維模型如圖2所示。1.3試驗(yàn)艙體材料

圖3柔度迭代歷程

隨著迭代次數(shù)的變化,從OptiStruct得出靜態(tài)工況下柔度迭代歷程如圖3所示。從圖3可以看出:柔度開始迭代時(shí)下降較快,中間出現(xiàn)波動(dòng),最后達(dá)到收斂。在迭代過程中靜態(tài)工況下,艙體柔度從2.04×106下降到1.87×106,減少了11.2%,提高了結(jié)構(gòu)的剛度。

圖4頻率迭代歷程

經(jīng)過OptiStruct20次迭代計(jì)算,在滿足設(shè)計(jì)約束的條件下,前三階固有頻率優(yōu)化迭代歷程如圖4所示。從圖4可以看出:頻率在迭代次數(shù)進(jìn)行到10次時(shí)達(dá)到收斂。前三階頻率在迭代過程中都有不同程度的提高,一階固有頻率從50.2Hz增加到52.3Hz,增長了4.2%;二階固有頻率從5....

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