29 卷 3 期 第 第 2008 年 月 5
航 空 学 报 AC TA A ERONAU TICA ET ASTRONAU TICA SIN ICA
飞机族 ( Aircraf t Family) 是指一组共享通用 部件或子系统的 ,但性能 ( 或使用要求 ) 不同的相 关飞机产品的集合 。通过开发飞机族 , 可满足用 户不同的需求 ,既能占有市场 ,同时又能缩短产品 开发周期 , 降低生产成本 , 从而提高企业的竞争 力 。而且 ,由于飞机族中许多部件和系统是通用 的 ,使得使用和维护的费用大大降低 。因此 ,在飞 机研发中 ,开发飞机族而不仅仅开发单个型号飞 机已成为飞机工业界的重要策略 [ 1 ] 。 传统的飞机族开发模式是在某个成功的基本 机型的基础之上 , 根据客户的不同需求通过局部
收稿日期 :2007209219 ; 修订日期 :2008201203 基金项目 : 武器装备预研基金 通讯作者 : 余雄庆 E2mail : yxq @nuaa. edu. cn
文章编号 :100026893 ( 2008) 0320664206
参数 。
family.
一种面向飞机族的结构优化方法
雍明培 , 余雄庆
( 南京航空航天大学 航空宇航学院 , 江苏 南京 210016)
A Structural Optimization Method f or Aircraf t Family
Yo ng Mingpei , Yu Xio ngqing
(College of Aero space Engineering , Nanjing University of Aero nautics and Ast ronautics , Nanjing 210016 , China)
摘 : 飞机族是一组共享通用部件或子系统的 、 要 但性能或使用要求不同的相关飞机产品的集合 。针对通 用模块化飞机族结构优化问题 ,提出一种基于代理模型的二级优化方法 。该方法将结构优化分为两个层 次 : 通用模块结构优化层次和专用模块结构优化层次 。这种方法不但流程简单 , 且各层次的设计变量和约 束较少 ,并且专用模块优化层次之间具有独立性 ,易于实现并行设计 。以某支线客机族的机翼结构优化问 题为例 ,首先阐述飞机族结构优化模型 ,然后应用本文提出的二级优化方法求解支线客机族的机翼结构优
化问题 。优化结果表明该方法能成功解决飞机族的结构优化设计问题 ,能同时优化飞机族中各型号的结构 关键词 : 飞机设计 ; 飞机族 ; 模块化 ; 通用性 ; 结构优化 中图分类号 : V214 文献标识码 : A
meeting different perfo rmance o r operational requirement s. A new st ruct ural optimization met hod based on t he
tion fo r individual component s. The advantages of t his optimization met hod are t hat it can reduce t he number tate parallel design. The wing st ruct ural optimization for a regio nal aircraft family was used as a test example.
of design variables and co nst raint s , and keep autonomy of t he optimization of individual component s to facili2 Detail fo rmulations of t he wing st ruct ural optimization were p resented , which t he p ropo sed met hod was used to solve. The result indicates t hat t he met hod p ropo sed in t his paper is able to solve t he st ruct ural optimizatio n p ro blem fo r t he regio nal aircraft family and obtain optimum st ruct ural design of each member in t he aircraft Key words : aircraft design ; aircraft family ; modularity ; co mmonality ; st ruct ural optimizatio n
ules. The optimizatio n p rocedure is divided into two levels : optimizatio n for co mmon co mpo nent s and optimiza2
Abstract : The aircraft family is a set of aircraft t hat uses common co mpo nent s or co mmon sub2systems while
st rategy of two level optimization and surrogate models is p ropo sed for an aircraft family wit h commo n mod2
简单的修改或局部重新设计而逐步派生演化 , 形 成飞机族[ 2 ] 。这种模式实际上是一种 “事后” 系列 化方法 ,不易很好地满足对飞机的多样性要求 。 与传统的飞机族开发模式不同的新模式是基 于模块化产品平台的策略 [ 3 ] 。所谓模块化产品平 台策略就是应用模块化和通用性概念对产品进行 规划和组织 。首先根据技术要求和使用要求确定 产品应由哪些模块组成 ; 然后确定哪些模块可作 为通用模块 , 哪些模块作为专用模块 , 其中 , 通用 模块的集合构成产品平台 ; 最后在产品平台基础 上 ,通过更换或增加专用模块 ,可以派生出一系列 产品 ,形成产品族 。 与传统的单个型号飞机设计相比 , 飞机族的
Vol1 29 No1 3 May 2008
设计有其新的特点 , 在飞机族构型设计与总体布
飞行翻译公司 www.aviation.cn 本文链接地址：一种面向飞机族的结构优化方法.pdf
航 空 学 报 AC TA A ERONAU TICA ET ASTRONAU TICA SIN ICA
飞机族 ( Aircraf t Family) 是指一组共享通用 部件或子系统的 ,但性能 ( 或使用要求 ) 不同的相 关飞机产品的集合 。通过开发飞机族 , 可满足用 户不同的需求 ,既能占有市场 ,同时又能缩短产品 开发周期 , 降低生产成本 , 从而提高企业的竞争 力 。而且 ,由于飞机族中许多部件和系统是通用 的 ,使得使用和维护的费用大大降低 。因此 ,在飞 机研发中 ,开发飞机族而不仅仅开发单个型号飞 机已成为飞机工业界的重要策略 [ 1 ] 。 传统的飞机族开发模式是在某个成功的基本 机型的基础之上 , 根据客户的不同需求通过局部
收稿日期 :2007209219 ; 修订日期 :2008201203 基金项目 : 武器装备预研基金 通讯作者 : 余雄庆 E2mail : yxq @nuaa. edu. cn
文章编号 :100026893 ( 2008) 0320664206
参数 。
family.
一种面向飞机族的结构优化方法
雍明培 , 余雄庆
( 南京航空航天大学 航空宇航学院 , 江苏 南京 210016)
A Structural Optimization Method f or Aircraf t Family
Yo ng Mingpei , Yu Xio ngqing
(College of Aero space Engineering , Nanjing University of Aero nautics and Ast ronautics , Nanjing 210016 , China)
摘 : 飞机族是一组共享通用部件或子系统的 、 要 但性能或使用要求不同的相关飞机产品的集合 。针对通 用模块化飞机族结构优化问题 ,提出一种基于代理模型的二级优化方法 。该方法将结构优化分为两个层 次 : 通用模块结构优化层次和专用模块结构优化层次 。这种方法不但流程简单 , 且各层次的设计变量和约 束较少 ,并且专用模块优化层次之间具有独立性 ,易于实现并行设计 。以某支线客机族的机翼结构优化问 题为例 ,首先阐述飞机族结构优化模型 ,然后应用本文提出的二级优化方法求解支线客机族的机翼结构优
化问题 。优化结果表明该方法能成功解决飞机族的结构优化设计问题 ,能同时优化飞机族中各型号的结构 关键词 : 飞机设计 ; 飞机族 ; 模块化 ; 通用性 ; 结构优化 中图分类号 : V214 文献标识码 : A
meeting different perfo rmance o r operational requirement s. A new st ruct ural optimization met hod based on t he
tion fo r individual component s. The advantages of t his optimization met hod are t hat it can reduce t he number tate parallel design. The wing st ruct ural optimization for a regio nal aircraft family was used as a test example.
of design variables and co nst raint s , and keep autonomy of t he optimization of individual component s to facili2 Detail fo rmulations of t he wing st ruct ural optimization were p resented , which t he p ropo sed met hod was used to solve. The result indicates t hat t he met hod p ropo sed in t his paper is able to solve t he st ruct ural optimizatio n p ro blem fo r t he regio nal aircraft family and obtain optimum st ruct ural design of each member in t he aircraft Key words : aircraft design ; aircraft family ; modularity ; co mmonality ; st ruct ural optimizatio n
ules. The optimizatio n p rocedure is divided into two levels : optimizatio n for co mmon co mpo nent s and optimiza2
Abstract : The aircraft family is a set of aircraft t hat uses common co mpo nent s or co mmon sub2systems while
st rategy of two level optimization and surrogate models is p ropo sed for an aircraft family wit h commo n mod2
简单的修改或局部重新设计而逐步派生演化 , 形 成飞机族[ 2 ] 。这种模式实际上是一种 “事后” 系列 化方法 ,不易很好地满足对飞机的多样性要求 。 与传统的飞机族开发模式不同的新模式是基 于模块化产品平台的策略 [ 3 ] 。所谓模块化产品平 台策略就是应用模块化和通用性概念对产品进行 规划和组织 。首先根据技术要求和使用要求确定 产品应由哪些模块组成 ; 然后确定哪些模块可作 为通用模块 , 哪些模块作为专用模块 , 其中 , 通用 模块的集合构成产品平台 ; 最后在产品平台基础 上 ,通过更换或增加专用模块 ,可以派生出一系列 产品 ,形成产品族 。 与传统的单个型号飞机设计相比 , 飞机族的
Vol1 29 No1 3 May 2008
设计有其新的特点 , 在飞机族构型设计与总体布
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