機翼是飛機的主要氣動面和承受載荷部件，是飛機結構設計的重點和難點。
現(xiàn)代飛機機翼結構高度低、專業(yè)綜合性強，復合材料得到了大量的應用。除了高比強、高比模、耐腐蝕、耐疲勞等特點外，復合材料更突出的優(yōu)點是剛度可設計性。通過對復合材料翼面結構進行合理的優(yōu)化設計，不但能帶來顯著的減重效益，還能改善結構靜、動氣動彈性性能。《飛機復合材料翼面結構優(yōu)化設計理論與應用》以復合材料翼面結構為研究對象，結合現(xiàn)代有限元方法、先進結構優(yōu)化算法、復合材料力學理論，立足工程實際，從優(yōu)化理論與應用兩個方面出發(fā)，對翼面結構優(yōu)化數(shù)學模型、常用優(yōu)化理論、層合板優(yōu)化設計、復合材料加筋壁板優(yōu)化設計、復合材料翼面結構布局優(yōu)化設計、復合材料翼面結構氣彈剪裁優(yōu)化設計、翼面結構工程優(yōu)化設計關鍵技術與設計流程進行了詳盡的闡述，反映了作者多年來在該領域的最新研究成果，具有新穎性、工程應用性強的特點。
《飛機復合材料翼面結構優(yōu)化設計理論與應用》可作為高等院校和科研院所從事結構設計人員學習參考，同時也適合從事優(yōu)化算法理論研究的人員參考。
第1章 飛機翼面結構設計及優(yōu)化概述
1.1 引言
1.2 飛機翼面功能與設計要求
1.3 典型翼面結構形式及傳力分析
1.3.1 翼面結構形式
1.3.2 傳力分析
1.4 翼面結構優(yōu)化理論與應用現(xiàn)狀
1.4.1 翼面結構優(yōu)化分類
1.4.2 優(yōu)化方法
1.4.3 優(yōu)化軟件及工程應用
參考文獻
第2章 翼面結構優(yōu)化的數(shù)學模型
2.1 結構優(yōu)化三要素
2.1.1 設計變量
2.1.2 標函數(shù)
2.1.3 約束條件
2.2 翼面結構尺寸優(yōu)化數(shù)學模型
2.3 翼面結構形狀優(yōu)化數(shù)學模型
2.4 翼面結構拓撲優(yōu)化數(shù)學模型
2.5 復合材料結構優(yōu)化數(shù)學模型
參考文獻
第3章 最優(yōu)化基本理論
3.1 優(yōu)化準則法
3.1.1 滿應力法
3.1.2 位移準則法
3.1.3 多約束下的結構優(yōu)化準則法
3.2 遺傳算法
3.2.1 遺傳算法的特點
3.2.2 基本遺傳算法
3.2.3 遺傳算法的數(shù)學理論
3.3 粒子群算法
3.3.1 基本粒子群算法
3.3.2 自適應粒子群算法
3.4 蟻群算法
3.4.1 蟻群算法的特點
3.4.2 基本蟻群算法
3.4.3 蟻群算法的改進策略
3.5 變密度法
3.5.1 變密度法數(shù)學模型描述
3.5.2 靈敏度分析
3.5.3 優(yōu)化準則的推導
3.6 漸進結構優(yōu)化方法
3.6.1 基本漸進結構優(yōu)化方法
3.6.2 具有剛度約束的結構漸進優(yōu)化方法
參考文獻
第4章 層合板優(yōu)化設計方法
4.1 復合材料經典層合板設計
4.1.1 經典層合板理論的基本假設
4.1.2 單層復合材料的應力-應變關系
4.1.3 層合板的應力-應變關系
4.1.4 層合板的內力-應變關系
4.1.5 各類層合板的剛度系數(shù)計算
4.1.6 層合板的強度準則
4.2 準則法在層合板優(yōu)化設計中的應用
4.2.1 大型結構中層合板在強度、剛度約束下的準則優(yōu)化及算例
4.2.2 基于模糊理論的水平迭代-準則法
4.3 基于交換離散粒子群算法的層合板鋪層順序優(yōu)化
4.3.1 層合板鋪層順序優(yōu)化問題描述
4.3.2 問題轉換及鋪層順序優(yōu)化的離散粒子群算法
4.3.3 交換離散粒子群優(yōu)化算法
4.3.4 算例結果及討論
4.4 基于蟻群算法的層合板鋪層角度優(yōu)化設計
4.4.1 層合板鋪層角度優(yōu)化問題描述
4.4.2 問題轉換與鋪向角優(yōu)化的蟻群算法
4.4.3 算例結果及討論
4.5 基于蟻群算法的層合板鋪層順序優(yōu)化設計
4.5.1 問題轉換與鋪層順序優(yōu)化的蟻群算法
4.5.2 算例結果及討論
參考文獻
第5章 復合材料加筋板優(yōu)化設計
5.1 復合材料加筋壁板屈曲分析方法
5.1.1 工程經驗法
5.1.2 有限元法
5.1.3 有限條法
5.2 典型復合材料加筋板穩(wěn)定性變參數(shù)分析
5.3 多目標多約束復合材料加筋壁板優(yōu)化
5.3.1 成本模型
5.3.2 制造工藝約束
5.3.3 強度約束
5.3.4 實際結構重量評估
5.3.5 優(yōu)化模型
5.4 復合材料加筋壁板穩(wěn)定性優(yōu)化設計
5.4.1 問題描述
5.4.2 蟻群算法的實施過程
5.4.3 結果與討論
參考文獻
第6章 復合材料翼面結構布局優(yōu)化設計
6.1 翼面結構布局優(yōu)化的分級優(yōu)化思想
6.2 翼面縱向結構的布局優(yōu)化
6.2.1 基于改進ESO的翼面縱向結構布局優(yōu)化
6.2.2 基于遞階-蟻群的翼面縱向結構布局優(yōu)化
6.2.3 多梁多墻翼面縱向結構布局優(yōu)化
6.3 翼面結構形狀與尺寸綜合優(yōu)化設計
6.3.1 性能指標的定義
6.3.2 基于兩相法的翼面結構形狀尺寸綜合優(yōu)化設計
6.4 響應面近似技術
6.4.1 神經網絡響應面近似技術
6.4.2 函數(shù)近似技術
參考文獻
第7章 復合材料翼面結構氣彈剪裁設計
7.1 概述
7.1.1 復合材料氣彈剪裁的基本概念
7.1.2 氣彈剪裁研究現(xiàn)狀及工程應用
7.2 氣動彈性問題的原理及其分析方法
7.2.1 靜、動氣彈原理說明
7.2.2 氣動發(fā)散問題的物理現(xiàn)象和原理
7.2.3 副翼效率問題物理現(xiàn)象和原理
7.2.4 顫振問題物理現(xiàn)象和原理
7.3 機翼剛度方向與氣彈性能的關系
7.4 基于NASTRAN的大展弦比復合材料機翼氣彈剪裁設計
7.4.1 NASTRAN優(yōu)化模塊
7.4.2 算例
7.5 復合材料翼盒顫振特性分析及多目標優(yōu)化設計
7.5.1 模型和分析方法
7.5.2 使用多島遺傳算法優(yōu)化翼盒顫振速度
7.5.3 各段翼盒鋪層參數(shù)對整體機翼的顫振速度影響
7.5.4 翼盒多目標優(yōu)化
7.6 某型復合材料機翼工程化氣彈剪裁優(yōu)化設計
7.6.1 F22氣彈剪裁優(yōu)化設計情況
7.6.2 技術難點分析
7.6.3 總體技術方案
7.6.4 關鍵技術及解決途徑
參考文獻
第8章 翼面結構工程優(yōu)化設計關鍵技術分析及設計流程
8.1 翼面結構工程優(yōu)化關鍵技術分析
8.1.1 分級優(yōu)化思想
8.1.2 優(yōu)化規(guī)模的控制
8.1.3 合理有限元模型的建立
8.1.4 靈敏度快速分析技術
8.1.5 工程適用的優(yōu)化算法
8.1.6 快速布局設計工具軟件的開發(fā)
8.1.7 細節(jié)設計中鋪層順序優(yōu)化的應用
8.2 翼面結構工程優(yōu)化設計流程
參考文獻
書單推薦
