钟小平
- 作品数：31 被引量：108H指数：7
- 供职机构：西北工业大学航空学院更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金中央高校基本科研业务费专项资金更多>>
- 相关领域：航空宇航科学技术一般工业技术理学自动化与计算机技术更多>>
- 丝束变角度层合板屈曲性能的参数化研究被引量：9
- 2015年
- 通过选择合适的纤维轨迹,丝束变角度(VAT)层合板相对于直纤维层合板能拥有更好的抗屈曲特性。为研究纤维轨迹特征长度和定向坐标系偏角对VAT层合板屈曲性能的影响,首先对原始的纤维角度线性变化方法进行改进,提出了一种纤维角度分段线性变化方法,拓展了纤维轨迹的设计空间;其次,采用改进后的纤维轨迹定义方法构建了一系列变刚度层合板;最后,基于有限元方法,从内力分布角度对变刚度层合板不同承载情况下的屈曲性能进行研究和探讨。数值结果表明:单向轴压工况下,采用半边长的特征长度和90°偏角的纤维轨迹,能使层合板的稳定性最好;双向轴压工况下,应将特征长度和定向坐标系偏角作为额外的设计变量,并通过优化获得最优的纤维轨迹。
- 杨竣博宋笔锋钟小平
- 关键词：屈曲
- 基于几何因子的复合材料气动弹性剪裁设计被引量：3
- 2014年
- 实现了基于几何因子的复合材料层合板建模,解决了几何因子与Natran的参数输入问题,并根据工艺约束中的最小铺层比例对几何因子可行空间进行了推导补充。在此基础上,提出了一种基于几何因子和Nastran的复合材料气动弹性剪裁优化设计方法。首先以总厚度和几何因子作为设计变量以及以Nastran作为求解器,以强度、刚度、颤振和发散速度以及几何因子相关性约束作为约束条件进行结构寻优,得到最优的铺层总厚度和几何因子。其次,以最优几何因子作为目标,进行铺层结构逆问题求解,约束条件为复合材料铺层工艺约束。因几何因子为铺层厚度和铺层顺序的表达式,与传统的多级优化相比,以几何因子作为设计变量可以避免铺层厚度和铺层顺序的解耦,进而获得更大的设计空间,且得到的铺层结构可以满足工艺约束。最后,对一矩形悬臂复合材料层合板进行剪裁设计,使得铺层结构满足气动弹性约束且质量最小。结果显示,运用该优化方法可以得到质量更小且满足工艺约束的铺层结构。
- 金朋宋笔锋钟小平安伟刚
- 关键词：复合材料气动弹性剪裁铺层顺序
- 基于整数编码并行遗传算法的复合材料螺旋桨结构优化设计被引量：2
- 2012年
- 提出一种针对大型复合材料结构铺层厚度和铺层顺序同时进行优化的整数编码并行遗传算法,并将该优化方法应用于复合材料螺旋桨结构优化问题。首先,在区域划分的基础上,对每一单层设定一个长度控制因子来决定单层的铺设区域,以实现对大型复合材料结构的整体一次性优化。然后对遗传算法进行改进,使之成为一种能同时优化铺层厚度和铺层顺序的高效算法。并采用并行编程语言标准MPI(message passing interface)构建并行编程环境,利用主从式并行遗传算法框架,实现遗传算法在单机多进程上的并行计算。最后针对复合材料螺旋桨结构进行优化设计,以验证该方法的高效性,并分析并行遗传算法的加速效果。
- 金朋钟小平宋笔锋安伟刚李凯
- 关键词：铺层顺序并行遗传算法
- 最临界准则法在复杂结构优化中的应用研究被引量：2
- 2011年
- 运用虚功原理推导最临界准则法在复杂大型混合结构上的优化准则公式,并结合飞行器结构优化设计的特点,对该算法在多工况、多约束下的实现进行探讨,扩展最临界准则法的应用范围。对该算法编制通用的计算机程序,运用其对一机翼结构进行算例验证,同时运用成熟的商业软件iSIGHT中可行方向法对算例进行优化,并对优化结果、耗时等进行对比,两者优化结果一致,从而证明对该算法扩展的正确性;而优化耗时方面最临界准则法明显优于可行方向法。该扩展后的算法已在某型号飞机的机翼主承力结构优化设计上得到运用。结果表明,扩展后的最优准则法通用性强,易于实现,优化耗时短,是一种实用的工程优化方法。
- 张晓刚宋笔锋钟小平
- 关键词：优化设计
- 一种翼艇式飞行器方案研究被引量：1
- 2011年
- 文章提出了一种翼艇式飞行器方案,较好地解决了以低速在临近空间飞行的两个关键问题:①如何利用临近空间稀薄空气产生升力克服飞行器重量;②如何有效利用有限太阳能产生飞行器长时间飞行的动力。该飞行器采用了升浮一体飞行原理和昼夜节能运行模式,将夜间储能锂电池的重量大幅度减小,比临近空间飞艇的体积缩小一半左右,飞行速度有较大提高,对于有速度要求的任务载荷(如SAR)来说更适合。文中还建立了翼艇式飞行器的总体参数优化模型,并采用NSGAII得到了多种满足设计要求翼艇式方案,选择了非劣前沿解集中柺折处方案。将该优化模型和方法得到临近空间飞艇方案总体参数与洛马公司公布的高空飞艇总体参数进行了比较,结果较为接近,表明该优化模型和方法的准确性,对低速临近空间飞行器设计有一定的参考价值。
- 王海峰宋笔锋钟小平
- 关键词：太阳能锂电池临近空间飞行器遗传算法
- Pareto强度值实数编码多目标贝叶斯优化算法
- 2007年
- 提出了一种采用基于决策树的贝叶斯网络表示各变量之间条件相关性的分布估计算法：Pareto强度值实数编码多目标贝叶斯优化算法（PSRCMBOA）。通过构建这样的网络模型,继而对模型进行抽样以产生新个体。再对生成的新个体进行变异操作,以增加种群的多样性,提高算法的搜索能力。这种生成新个体的方法结合基于强度值的适应度计算方式以及截断选择机制,可以获得很好地逼近多目标问题的Pareto前沿,且分布均匀的非劣解集。对于约束多目标优化问题,算法采用带约束支配关系判别个体的优劣。文中用3个较难的测试问题验证该算法的性能,并将其应用于Clipper飞船返回舱的气动布局多目标优化设计。PSRCMBOA对3个测试问题找到了很贴近Pareto前沿的非劣解集。对于Clipper飞船返回舱,算法获得了分布较宽且均匀的非劣解集。分析发现,为获得高升阻比,返回舱球头半径应选择在0.155-0.165 m之间、前锥半锥角应选择在20°左右、头锥底到返回舱底部的距离可选择在3.6-4.4 m之间、柱段长可在1.2-1.5 m之间。优化结果表明,该算法能够获得高质量的非劣解集,是一种有效的多目标优化算法,能够用于对复杂的工程问题进行优化设计。
- 钟小平李为吉唐伟
- 关键词：决策树
- 在轨建造中的关键力学问题被引量：8
- 2019年
- 在轨建造是指在空间轨道或者地外天体上就地取材或者利用携带的材料、组件通过加工、组装形成航天器及其部组件的过程.由于无需经历发射段苛刻的力学环境,不受运载火箭整流罩空间的限制,因此,在轨建造能够有效降低航天器结构的重量,实现百米甚至千米级空间设施的建设.本文首先分析了在轨建造的技术优势和航天领域的工程需求.其次,分析了空间微重力、高真空和极端温度环境下加工过程中材料的受力和运动行为,以及对制件特性的影响;再次,分析了空间超大型结构在轨建造全过程的激励和扰动源、动力学分析与控制的力学问题;最后,梳理了面向在轨建造的空间大型结构设计的力学约束,给出多级空间桁架结构在轨建造的优化设计模型.
- 丁继锋高峰钟小平王罡梁东平张也驰李伟杰
- 关键词：动力学
- 翼面结构结点载荷转换分配方法的比较分析被引量：7
- 2014年
- 在对飞机的翼面结构进行有限元分析时,如何将气动载荷有效地加载到有限元模型上至关重要。研究翼面结构中气动结点载荷向有限元结点载荷转换的三种分配方法:三点排、四点排、多点排,并使用这三种方法对翼面结构有限元模型进行分析计算。结果表明:三种方法均能满足总载荷相同、总压心相同,且满足载荷分配要求;多点排方法不仅能适用于极端条件下的载荷分配且算法实现简单、计算效率高、理论依据强,还能实现载荷加载点位置的自由选取,四点排、三点排依次次之。所得结论可为结构有限元计算的载荷前处理和拓扑优化中的载荷分配提供一定参考和借鉴。
- 雷莉韩庆钟小平
- 关键词：翼面结构气动载荷
- 铝钛复合耳片结构设计及可靠性分析被引量：4
- 2021年
- 飞机耳片接头是传递载荷的关键部位,为了提高耳片接头的安全性,在保证满足静强度、疲劳等设计要求的前提下,提出了不同金属材料复合连接耳片结构设计技术。对耳片结构从破损安全设计和寿命可靠性分析方面进行了研究;针对某飞机接头耳片,基于破损安全设计理念及变形协调设计原则,提出了复合连接耳片的设计方法,并依据所提方法确定了"铝-钛-铝"厚度比例为0.8∶1∶0.8单耳设计方案,进而开展了静力学、损伤容限设计及寿命可靠性分析。结果表明:所提出的铝钛复合耳片结构设计方案可满足静强度和损伤容限要求,且与常规耳片结构对比,复合耳片在质量仅增加4.9%的情况下结构任务寿命失效概率大幅降低。论文所提方法可用于指导复合耳片的结构设计。
- 冯蕴雯张家乐薛小锋钟小平谢伟
- 关键词：破损安全设计可靠性分析
- 一种实数编码多目标贝叶斯优化算法被引量：3
- 2006年
- 提出了一种采用基于决策树概率模型表示各变量之间条件相关性的分布估算算法:实数编码多目标贝叶斯优化算法(RCMBOA)。通过构建这样的概率模型,继而对模型进行抽样以产生新个体。再对生成的新个体进行变异操作,以提高算法的搜索能力,增加种群的多样性。这种生成新个体的方法结合非劣分层与截断选择机制,可以很好地逼近多目标问题的Pareto前沿。同时,在进行截断选择时,每次只删除一个排挤距离小的个体,之后重新估算个体的排挤距离,以获得分布均匀的非劣解集。对于约束多目标优化问题,算法采用带约束支配关系判别个体的优劣。用该算法对8个较难的测试问题进行了优化计算,获得的非劣解集与NSGA-II算法得到的相比,非劣解集的质量更高,分布更为均匀。计算结果说明RCMBOA是一种有效、鲁棒的多目标优化算法。
- 钟小平李为吉赵艳
- 关键词：决策树
