[发明专利]多点支撑结构的载荷传递路径优化方法

权利要求书

1.一种多点支撑结构的载荷传递路径优化方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1、建立多点支撑结构的柔性支撑刚度模型；

步骤2、建立多点支撑结构的刚性支撑刚度模型；

步骤3、建立多点支撑结构的载荷传递路径动力学模型；

步骤4、设置非承载结构的振动过载为优化目标：

其中，外载荷作用下的3个方向振动过载为包含3个方向的平动加速度为3个欧拉转动角加速度ε_c，r_a为多自由度系统质心至非承载结构的位置a的矢径，ω_c为多自由度系统的转动角速度；

步骤5、设置柔性支撑结构的动力学参数和位置参数为优化设计变量：将柔性支撑结构的动力学参数和位置参数作为柔性支撑结构的优化设计变量：

V＝{k_s,c_s,r_a,r_b}^T

其中k_s为柔性支撑结构的刚度，c_s为柔性支撑结构的阻尼；柔性支撑结构位置参数在系统支撑平面坐标系两个方向的分量分别为r_a和r_b；

步骤6、建立载荷传递路径优化设计模型：

其中：“min”表示最小值，“model”表示数学模型，“Var”表示优化设计变量，||·||表示矢量2范数；M_c为广义质量矩阵，C_c为广义阻尼矩阵，为广义加速度矢量，包含3个方向的平动加速度和3个欧拉转动角加速度ε_c，为广义速度矢量；Q_c为广义外力矢量；

步骤7、通过优化算法获得最优的柔性支撑结构的动力学参数和位置参数。

2.根据权利要求1所述的多点支撑结构的载荷传递路径优化方法，其特征在于，步骤1建立多点支撑结构的柔性支撑刚度模型为：

其中f_s为柔性支撑结构提供的支撑力，x_s为柔性支撑结构的位移，为柔性支撑结构的速度。

3.根据权利要求1所述的多点支撑结构的载荷传递路径优化方法，其特征在于，步骤2建立多点支撑结构的刚性支撑刚度模型为：

f_hi＝k_hix_hi

其中f_hi为第i个刚性支撑结构提供的支撑力，k_hi为第i个刚性支撑结构的刚度，x_hi为第i个刚性支撑结构的位移。

4.根据权利要求1所述的多点支撑结构的载荷传递路径优化方法，其特征在于，步骤3建立多点支撑结构的载荷传递路径动力学模型，建立3个方向力f和3个方向的力矩τ的表达式：

其中e_c为外部载荷f_c的方向，e_s为柔性支撑结构提供的支撑力f_s的方向，e_hi为第i个刚性支撑结构提供的支撑力f_hi的方向，r_c为多自由度系统质心到外部载荷f_c作用点的距离，r_s为多自由度系统质心到柔性支撑结构提供的支撑力f_s作用点的距离，r_hi为多自由度系统质心到第i个刚性支撑结构提供的支撑力f_hi作用点的距离，e_rc为多自由度系统质心到外部载荷f_c作用点的矢量方向，e_rs为多自由度系统质心至柔性支撑结构提供的支撑力f_s作用点的矢量方向，e_rhi为多自由度系统质心至刚性支撑结构提供的支撑力f_hi作用点的矢量方向，×表示矢量叉乘操作。

5.根据权利要求1所述的多点支撑结构的载荷传递路径优化方法，其特征在于，步骤7优化算法采用遗传算法结合序列二次规划的方法进行载荷传递路径优化设计模型的求解。