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基于Patran_Nastran的结构优化系统的工程应用
2006年2月　第32卷第2期北京航空航天大学学报Journal of Beijing University of Aeronautics and Astronautics February 　2006V ol. 32　N o 12基于P atran/N astran 的结构优化系统的工程应用
袁家军　　陈王申艳　　黄　海
(北京航空航天大学宇航学院, 北京100083)
　　摘　　　要:采用基于有限元软件Patran/Nastran 二次开发的结构优化系统, 对两个卫星
结构进行了以重量为目标、考虑基频和应力等约束的优化设计. 系统由用户在Patran 环境下完
成问题建模, 优化过程中调用Nastran 作结构分析并结合二级多点逼近算法寻优. 设计对象是
由蜂窝夹层板、不同截面形状梁、板壳等组成的典型复杂航天器结构, 设计过程中还利用人机
交互技术, 最终使重量明显降低, 为工程部门改进设计提供了依据. 算例结果之一与其他结构
优化系统结果一致, 进一步说明了所开发系统的正确性.
关　键　词:结构优化; 航天器; 工程应用
中图分类号:V 414. 19
文献标识码:A 　　　　文章编号:06) 0125205Engineering system
Y 　Chen Shenyan 　Huang Hai
of Astronautics , Beijing University of Aeronautics and Astronautics , Beijing 100083, China )
Abstract :T w o satellite structures were optimized using a structural optimization system that was secondary de 2veloped on the base of the commercial finite element s oftware Patran/Nastran. The mass of structure was taken as the objective function and frequency and stress constraints were considered in the optimization. The system provided a Patran environment for users to establish the m odel of problem , while Nastran was executed as structural analysis code and the optimizer was based on tw o 2level multi 2point approximation method. The designed exam ples were typi 2cal com plex structures of spacecraft constructed by honeycomb sandwich panels , shells as well as beams with various cross 2sectional types. Man 2machine interactive ways were als o adopted and the structural masses were obviously de 2creased. The w ork supplies useful datum for the industrial departments to im prove the current designs. The results of the developed system com ply well with other ’s for one of the exam ples , and the validity of the system is further verified.
K ey words :stru engineering applications
　　在保证结构刚度和强度等条件下, 减轻航天
器结构的重量对工程部门有特殊重要的意义, 因
此以减重为目标的航天器结构优化设计受到愈来
愈广泛的重视. 由于专用结构分析程序的局限性,
在商用有限元软件基础上开发结构优化软件是一
种趋势. 这样做一方面可以使所形成的结构优化
系统由于分析功能全而通用性强, 另一方面由于
各行业对相应商用有限元分析软件的熟识和认同　收稿日期:
　作者简介:袁家军(1962-) , 男, 吉林通化人, 博士生, jyuan @cast. cn. 而使在其上二次开发的结构优化系统更容易被接受. 鉴于有限元软件MSC. Patran/Nastran 在航空航天领域的广泛使用, 文献[1]在此基础上二次开发了一新型航天器结构优化系统. 该系统由用户在提供的Patran 环境下完成结构优化问题建模, 优化采用高效稳定的二级多点逼近优化算法[2], 优化过程中调用Nastran
作结构分析. 本文采用该系统对两个卫星型号结构进行了
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由于结构优化工程应用领域的专业特殊性 , 希望 开发出来的结构优化应用软件具有特定的功能和用 户界面 。本文 所述 的结 构优化 程序系统正是基于 Pat ran 平台...基于MSC.PATRAN_NASTRAN的变密度法拓扑优化系统_机械/仪表_工程科技_专业资料。第...(O,1)之间的中间密度值进 1 变密度法变密度法是结构拓扑优化设计中的一种...27 No. 4 2004 基于 PATRAN/ NASTRAN 的复合材料结构 铺层的分级优化设计方法...通过典型算例及工程应用 ,证明该系统能够取得 优于其它同类算法的优化结果 。 ...主梁结构分析 111 模型处理 量化为主要目标的优化...本文主要运用了有限 元软件 MSC1Patran/ Nastran , ..., 对起重机主梁的工程设计具有一定 的参考价值 。 ...基于PATRAN_NASTRAN的复合材料机翼蒙皮优化设计_工学_...该方法有较高的效率, 对工程设计具有一定的应用价值...利用 N AST RAN 分析软件 计算结构应力, 在此基础...MSC_PATRAN_NASTRAN的飞机装配型架刚度分析及优化设计...本文主要基于 MSC. PAT RAN/ NAST RAN 软件, 以...应用于其他类型车辆 的含运动副间隙机构的碰撞接触...基于MSC.PATRAN NASTRAN的结构优化程序系统_工学_高等教育_教育专区。本文介绍了...典型算例和实际工程的应用 关键词:结构优化;PATRAN/N删;PCL;航天器结果表明,...基于PATRAN_NASTRAN的复合材料机翼蒙皮优化设计_交通运输_工程科技_专业资料。2 006...基于有限元分析软件 PA TRAN NA STRAN 建立了适用于大型复合材料结构的优化系 ...基于MSC.PATRAN/NASTRAN的变密度法拓扑优化系统_专业资料。自行开发结构优化软件存在着人机界面和结构分析功能不足的缺点。将变密度拓扑优化方法与有限元计算软件(MSC....基于PATRAN/NASTRAN的复合材料机翼蒙皮优化设计_专业资料。基于有限元分析软件PATRAN/NASTRAN建立了适用于大型复合材料结构的优化系统。对层压板的优化分2级交替进行:第...使用Patran创建随机响应分析过程说明_图文_百度文库
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