異形貯箱由于其結構特點,具有優(yōu)良的設計性和適應性,可以滿足航天器各式各樣的設計需求。但由于其復雜的結構形式,異形貯箱具有設計空間大、載荷分布不均勻的特點。相比傳統(tǒng)貯箱,其設計和優(yōu)化更具挑戰(zhàn)性。加筋柱殼結構由于具有較高的比剛度、比強度和低缺陷敏感性,被廣泛應用在航空航天領域中。作為主承力構件,加筋柱殼結構可以大幅提高結構的承載效率,但其承載能力還沒有得到充分發(fā)揮。為滿足異形貯箱的輕量化設計需求,開展面向異形貯箱的加筋布局優(yōu)化設計十分必要。本文針對異形貯箱結構建立了一種分區(qū)域多層級加筋優(yōu)化設計框架,獲得了異形貯箱合理的加筋設計,提高了承載效率,為工程設計起到了參考作用。本文主要研究內(nèi)容如下:1、針對異形貯箱的穩(wěn)定性問題,基于顯式動力學分析方法研究了軸壓及軸內(nèi)壓載荷作用下,貯箱高度和內(nèi)徑對承載性能的影響規(guī)律。結果表明,在軸內(nèi)壓載荷作用下,異形貯箱存在多種失穩(wěn)模式互相競爭的特性,內(nèi)外蒙皮同步失穩(wěn)是最具競爭力的失穩(wěn)模式。2、面向異形貯箱的輕量化設計需求,建立了分區(qū)域多層級加筋優(yōu)化設計框架,并基于優(yōu)化框架開展了異形貯箱的加筋布局優(yōu)化設計。相比傳統(tǒng)設計構型,加筋優(yōu)化構型在保證承載力不變的條件下,減重... 

【文章頁數(shù)】：62 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 研究背景及意義
    1.2 異形貯箱國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
    1.3 加筋柱殼國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
    1.4 薄壁結構缺陷敏感性國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
    1.5 本文主要研究工作
2 貯箱結構穩(wěn)定性分析方法及優(yōu)化方法
    2.1 結構穩(wěn)定性分析方法
        2.1.1 特征值屈曲分析
        2.1.2 牛頓-拉普森法
        2.1.3 弧長法
        2.1.4 顯式動力學分析
    2.2 優(yōu)化方法
        2.2.1 序列二次規(guī)劃法
        2.2.2 多島遺傳算法
        2.2.3 代理模型優(yōu)化方法
    2.3 本章小結
3 異形貯箱承載性能研究
    3.1 模型描述
    3.2 軸壓工況下貯箱承載性能研究
        3.2.1 承載性能隨高度的變化規(guī)律
        3.2.2 承載性能隨內(nèi)徑的變化規(guī)律
    3.3 軸內(nèi)壓工況下貯箱承載性能研究
        3.3.1 承載性能隨高度的變化規(guī)律
        3.3.2 承載性能隨內(nèi)徑的變化規(guī)律
    3.4 初始構型設計
    3.5 本章小結
4 異形貯箱分區(qū)域多層級加筋優(yōu)化設計
    4.1 異形貯箱傳統(tǒng)優(yōu)化設計
    4.2 分區(qū)域多層級加筋優(yōu)化設計框架
    4.3 不同載荷作用下加筋構型承載性能對比
        4.3.1 軸壓載荷作用下四種加筋構型承載性能對比
        4.3.2 軸內(nèi)壓載荷作用下四種加筋構型承載性能對比
        4.3.3 軸外壓載荷作用下四種加筋構型承載性能對比
    4.4 異形貯箱加筋布局優(yōu)化設計
    4.5 本章小結
5 異形貯箱缺陷敏感性分析
    5.1 外蒙皮單點凹陷缺陷敏感性分析
    5.2 內(nèi)蒙皮單點凹陷缺陷敏感性分析
    5.3 本章小結
6 結論與展望
    6.1 結論
    6.2 展望
參考文獻
攻讀碩士學位期間發(fā)表學術論文情況
致謝



本文編號：3675770