西北工业大学:考虑接头参数化的空间桁架轻量化设计
论论资讯 ｜ 2024-04-29 ｜
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Hangkong Xuebao/Acta Aeronautica et Astronautica Sinica
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Lightweight design of space trusses considering joint parameterization
Zhang R.; Wang L.; Liu J.; Zhu J.
Published：2024-03-15
DOI：10.7527/s1000-6893.2023.29715
研究背景
随着科技的不断发展，人们对空间结构的设计和优化提出了更高的要求。然而，在当前研究领域中，如何在保证结构强度的前提下实现轻量化设计一直是一个挑战。这就引出了一个问题：如何有效地设计空间桁架，使其在轻量化的同时保持结构稳定性和性能？
研究内容
这篇论文提出了一种考虑节点参数化的连接梁布局优化方法。通过基于轴角和尺寸的节点参数化建模过程，确定了管状节点的几何特征，这些特征由连接梁的相互位置和尺寸决定。通过将相互位置转换为节点的轴角以及尺寸转换为节点头部和分支管尺寸，实现了节点有限元模型的参数化建模。连接梁的空间位置可以通过从连接梁的空间位置转换而来的轴交点来确定。最终，可以嵌入节点的有限元模型，并建立整个桁架结构的有限元模型。采用基于高斯过程的贝叶斯方法来优化连接梁的布局，考虑到制造难度并给出具体的设计方案。数值实例表明，优化方法可以有效提高结构的固有频率。
研究意义
这项研究的创新之处在于提出了一种新颖的节点参数化设计方法，为实现空间桁架的轻量化设计提供了新思路。通过优化连接梁的布局，不仅可以提高结构的性能，还可以降低结构的重量，具有重要的工程应用意义。
希望通过这篇文章，让大家更好地了解轻量化设计在空间结构中的重要性和应用前景。如果有任何疑问或想了解更多相关内容，欢迎留言交流！
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