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舵翼点阵骨架多尺度结构拓扑优化设计研究

目录

舵翼点阵骨架多尺度结构拓扑优化设计研究（1）．．．．．．．．．．．．．．．．4

一、内容概要．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．4

1.1航空航天领域的需求．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．4

1.2点阵骨架结构的重要性．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．7

1.3拓扑优化设计的价值．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．8

1.4研究目的与意义．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．9

二、文献综述．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．10

2.1国内外研究现状．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．11

2.2舵翼点阵骨架结构的研究进展．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．12

2.3多尺度结构拓扑优化技术．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．15

2.4相关领域的研究进展分析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．16

三、基础知识与理论框架．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．18

3.1舵翼结构的基本知识．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．19

3.2点阵骨架结构概述．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．20

3.3拓扑优化设计的理论与方法．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．21

3.4多尺度结构优化理论．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．23

四、舵翼点阵骨架结构设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．24

4.1设计要求与指标．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．25

4.2点阵骨架结构布局设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．26

4.3结构材料的选择与性能要求．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．27

4.4结构设计中的关键问题及解决方法．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．28

五、多尺度结构拓扑优化研究．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．30

5.1多尺度结构的特点与挑战．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．32

5.2拓扑优化设计的数学模型建立．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．32

5.3优化算法的选择与改进．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．34

5.4优化结果的评估与验证．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．35

六、舵翼点阵骨架多尺度结构拓扑优化设计的实施流程．．．．．．．．．．36

6.1设计准备阶段．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．37

6.2模型建立与参数设置．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．39

6.3优化计算与结果分析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．40

6.4验证与实验测试阶段．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．42

七、案例分析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．43

7.1案例选取及背景介绍．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．44

7.2拓扑优化设计过程分析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．48

7.3设计结果评估与性能预测．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．49

7.4与传统设计方法的对比分析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．50

八、结论与展望．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．51

8.1研究成果总结．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．52

8.2研究中的不足与展望未来的研究方向．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．53

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