基于遗传算法的蒙皮蜂窝芯结构参数优化与选型分析.pdf

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1、试验研究现代制造工程(ModemManufacturingEngineering)2016年第1期基于遗传算法的蒙皮蜂窝芯结构参数优化与选型分析‘李天齐，李永新，吴金玺，刘明，吴巍巍(中国科学技术大学精密机械与精密仪器系，合肥230027)摘要：以可变体飞行器蒙皮结构设计中的蜂窝芯结构为研究对象，基于Gibson公式及Euler梁理论，在满足机翼实现连续变体的气动特性前提下，建立柔性蜂窝芯结构的参数优化模型。借助遗传算法对特定蜂窝芯单元选型参数进行多目标优化设计，得到了不同蜂窝芯结构的选型参数对面内

2、变形能力的影响规律。根据不同蜂窝芯结构的面内变形性能，进行蒙皮蜂窝芯结构的选型分析，为可变形蒙皮蜂窝芯结构的选型提供了一些参考。关键词：蜂窝芯；选型分析；数学建模；遗传算法中图分类号：TB21文献标志码：A文章编号：167l_313312016)0l—0011—06DoI：10．16731／j．enki．167l一3133．2016．01．003Parameteroptimizationandselectionanalysisofskinnedhoneycombcorestructurebasedo

3、ngeneticalgorithmLiTianqi，LiYongxin，WuJinxi，LiuMing，WuWeiwei(Depa_OmentofPrecisionMachineryandPrecisionInstrument，UniversityofScienceandTechnologyofChina，Hefei230027，China)Abstract：Theobjectforstudyisthehoneycombcorestructureinthedesignofvariableaircra

4、ftskinstructure，basedontheGib—sonformulaandEuler—beamtheory，onthefoundationofmeetingtheaerodynamiccharacteristicsofcontinuousvariationofwing，aparameteroptimizationmodelofflexiblehoneycombcorestructureWasbuilt．Withgeneticalgorithmsforspecifichoneycombco

5、recellselectionparametersformulti-objectiveoptimizationdesign，theinfluenceofdifferenthoneycombcorestructure’Sselec—lionparameterstoin·planedeformationcapacityisobtmned．Accordingtodifferentdeformationpropertiesoftheinnersurfaceofthehoneycombcorestructur

6、e，theskinnedhoneycombcorestructureWasanalyzed，areferencefortheselectionofthedeformableskinnedhoneycombcorestructurewas舀ven．Keywords：honeycombcore·layer；selectionanalysis；mathematicalmodeling；geneticalgorithm0引言随着航空航天技术的不断发展，人们对飞行器的飞行速度以及飞行器适应各种飞行环境的能力提

7、出了新的要求。其中，拥有良好的气动特性、形状能够随环境而自主变化，以获得最优飞行姿态的自适应机翼目前成为飞行器业内研究的热点。蜂窝芯结构质量轻、比强度和比刚度高，与自适应机翼设计的功能要求是相契合的。蒙皮蜂窝芯结构选型和布局设计是否合理，直接影响蒙皮重量和变形机翼的升阻比，而目前尚无确定蒙皮蜂窝芯结构型式的普遍适用的定性方法，很大程度上还依赖于以往的设计经验。已有国内外学者对蜂窝芯结构进行了研究，给出了特定蜂窝芯结构的面内变形能力的理论分析方法。富明慧等人¨o重新考虑了蜂窝壁板的伸缩变形对面内刚度的

8、影响，对基于六角形蜂窝芯结构的Gibson公式进行了修正。刘明金旧1基于Euler梁理论，推导出一种内凹拉胀型负泊松比蜂窝芯结构的等效弹性模量公式，并推导了星形蜂窝芯结构的力学特性理论公+国家自然科学基金项目(51075380)；国家自然科学基金重大研究计划重点项目(90816026)2016年第1期现代制造工程(ModemManufacturingEngineering)式。而上述涉及的几种蜂窝芯结构都是一般六角形蜂窝芯结构在选型参数发生变化时的变体结构，其构型图如