高温环境下螺栓联接结构的模型修正问题研究

摘要

近年来，以提高仿真精度为目的有限元模型修正技术得到了科技和工业应用领域的广泛关注并且取得了迅猛的发展。同时，考虑到真实结构常常会面临复杂的高温环境，研究温度场作用下的有限元模型修正问题也变得十分必要。传统动力学模型修正多是直接对设计参数进行修正，但是当热环境介入时，由于很多设计参数都会受到温度场的影响，客观上也增加了高温环境模型修正的难度。鉴于此，本文引入分级修正的方法，在得到稳态温度分布的基础上再进行结构动力学场修正。
　　文章首先介绍了三种常见的代理模型RSM经典响应面、RBF径向基函数以及SVM支持向量机的基本理论与构造方法，分析了各自的优缺点和适用性。然后系统阐述了两种优化算法，遗传算法和自适应加权法。遗传算法同时从解空间的多个区域搜索最优解，避免了算法陷入局部最优解的可能性。自适应加权法主要用于多目标优化问题，作为传统加权组合法的延伸，它可以将最优解集拓展到Pareto前沿的非凸区域，给出均匀分布的Pareto前沿。
　　对于高温环境下的模型修正问题，本文基于分级修正的方法，分别构造关于热参数和结构动力学参数的代理模型，然后将代理模型结合优化算法把修正问题转化为优化问题进行处理。随后采用高温环境中的螺栓联接模型来验证以上修正方法的有效性，研究结果显示，以上修正方法有效可用。

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注 释 表

第一章 绪论

1.1 引言

1.2 国内外发展现状

1.3 本文的主要研究目标

1.4本文主要的研究内容与章节安排

第二章 代理模型构造方法

2.1 引言

2.2 代理模型构造方法

2.3 试验设计方法

2.4 代理模型精度评价

2.5 数值算例

2.6 本章总结

第三章 基于代理模型技术的有限元模型修正

3.1 引言

3.2基于代理模型进行修正的基本流程

3.3设计变量的归一化

3.4目标函数的选取

3.5优化算法介绍

3.6优化求解

3.7再入飞行器模型修正

3.8本章总结

第四章 高温环境有限元模型修正的基本理论

4.1 引言

4.2高温环境下的模型修正常规方法

4.3分级修正的思想

4.4分级修正的步骤

4.5分级修正的流程图

4.6 本章总结

第五章 高温环境下的螺栓联接件修正

5.1 引言

5.2 螺栓联接真实模型

5.3 BUSH单元模拟螺栓联接

5.4 高温环境螺栓联接模型修正过程

5.5 螺栓联接模型各方向刚度随温度场的变化

5.6 本章总结

第六章 总结与展望

6.1 本文的主要工作与贡献

6.2 本文的后续工作与展望

参考文献

致谢

在学期间的研究成果及发表的学术论文