[发明专利]一种大型结构快速设计优化方法

说明书

技术领域

本发明涉及建模技术领域，特别涉及一种大型结构快速设计优化方法。

 

背景技术

在航天领域结构建模现有技术中，常用的方式是首先进行各个零部件设计，完成零部件设计后再进行总的装配协调工作。这种建模方法优点是各个模型独立，机器配置要求低，人员设计能力要求低，缺点是设计过程中缺乏总体观念，建模不规范，外部条件变化时修改工作量大。在对设计规范化、精细化、快速化要求严苛的航天领域，这种设计方法的应用有一定的局限性。

在运载火箭结构系统中，具有独立功能及要求的舱段近20多个，若采用传统的建模设计方法，建模周期长，修改困难，并且各舱段建模不规范，结构匹配性差，严重影响工作效率。

 

发明内容

本发明针对现有技术存在的上述不足，提供了一种大型结构快速设计优化方法。本发明通过以下技术方案实现：

一种大型结构快速设计优化方法，包括步骤：

S1、获取总体基本参数，并根据所获取的总体基本参数确定结构构型；

S2、获取荷载条件，根据最严酷的工况，计算得到大型结构的等效轴压载荷；

S3、利用解析法优化设计算法对结构构型进行优化，包括：根据等效轴压载荷设定初始条件，通过公式选取重量、强度剩余系数或刚度为判据，对结构构型进行迭代优化，得到多组优化参数；

S4、选取合适的优化参数建立用于强度有限元分析的线框模型及用于主结构建模的骨架模型；

S5、根据线框模型和骨架模型进行三维数字样机建模。

较佳的，步骤S3中的公式包括解析法公式和经验公式。

较佳的，步骤S4具体包括：

S41、对线框模型进行有限元强度分析；

S42、根据有限元强度分析的结果，在骨架模型的基础上进行三维数字样机建模。

较佳的，步骤S3中的对结构构型进行迭代优化包括：调用基础数据库中的数据对结构构型进行迭代优化；

基础数据库中存储有：优化参数数据、三维数字样机数据、有限元分析数据、材料属性数据、标准零件数据以及设计过程参数。

通过本发明，固化结构经典解析计算方法和经验公式，采用迭代计算的方法在设计初期就能开展设计优化工作，结构主参数自动计算优化，从而大大提高结构设计的效率。

 

附图说明

图1所示的是本发明的流程图；

图2所示的是本发明第一实施例的铆接舱体初步快速设计优化模块流程图；

图3所示的是本发明第二实施例的贮箱结构初步快速设计优化模块流程图。

 

具体实施方式

以下将结合本发明的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述和讨论，显然，这里所描述的仅仅是本发明的一部分实例，并不是全部的实例，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明的保护范围。

为了便于对本发明实施例的理解，下面将结合附图以具体实施例为例作进一步的解释说明，且各个实施例不构成对本发明实施例的限定。

参见图1，本发明的大型结构快速设计优化方法主要步骤包括：

S1、获取总体基本参数，并根据所获取的总体基本参数确定结构构型；

S2、获取荷载条件，根据最严酷的工况，计算得到大型结构的等效轴压载荷；

S3、利用解析法优化设计算法对结构构型进行优化，包括：根据等效轴压载荷设定初始条件，通过公式选取重量、强度剩余系数或刚度为判据，对结构构型进行迭代优化，得到多组优化参数；

S4、选取合适的优化参数建立用于强度有限元分析的线框模型及用于主结构建模的骨架模型；

S5、根据线框模型和骨架模型进行三维数字样机建模。

参见图2，本发明一较佳实施例中，铆接结构快速设计优化流程包括舱段总体定义、载荷计算和舱段布局计算等三部分。