飞机装配工装骨架结构的优化设计方法

摘要

本发明公开了一种飞机装配工装骨架结构的优化设计方法，用于飞机装配工装骨架结构的优化设计，其方法是首先建立型材规格库文件，再在MSC.PATRAN中建立工装骨架的有限元模型，在有限元软件中生成有限元模型的BDF文件，设定遗传算法的输入参数，采用遗传算法调用MSC.NASTRAN对BDF文件进行分析，根据分析结果生成新的变量序列，同时利用其它外部程序根据新的变量序列在型材库中选择相应型材，并将型材的尺寸信息写入BDF文件，然后重复上述步骤至优化计算结束。由于采用遗传算法，解决了离散变量的优化问题，在满足工装刚度要求的情况下减轻了工装结构的重量，缩短了飞机装配工装骨架结构设计周期，降低了生产成本。

主权项

一种飞机装配工装骨架结构的优化设计方法，其特征在于包括以下步骤；(a)建立型材规格库文件，该规格库中包含所有可用的型材规格；(b)在MSC.PATRAN中建立工装骨架的有限元模型，将各个型材简化为有限元中的梁单元，同时在有限元模型内施加工装工作时的位移边界条件和载荷；(c)将骨架中的梁单元进行分组归类，空间位置对称的型材、截面类型与尺寸要求一致的型材分为一组；(d)将同组的梁单元设定为一个设计变量，变量名的首字母作为判别梁类型的标识字符，另外，该变量包含若干子变量，即梁的截面尺寸信息；(e)选择若干参考点的综合位移作为设计约束，以工装的总重量作为设计目标；(f)在有限元软件中生成有限元模型的BDF文件；BDF文件是MSC.NASTRAN的输入文件，将该文件包含的所有有限元模型信息和优化参数信息，提交给MSC.NASTRAN即可进行分析计算；(g)设定遗传算法的输入参数——遗传代数、种群规模、变异因子、交叉因子，采用遗传算法调用MSC.NASTRAN对BDF文件进行分析，根据分析结果生成新的变量序列，同时利用其它外部程序根据新的变量序列在型材库中选择相应型材，并将型材的尺寸信息写入BDF文件，然后重复上述步骤至优化计算结束。