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多学科设计优化技术是近二十年来在航空航天领域兴起的一门新技术,主要研究航空航天业复杂产品的设计优化问题,其发展速度飞快,国内外都非常重视该技术的研究。 本文在对多学科设计优化技术体系及其方法的应用进行研究的基础上,以地磅为载体和实例进行多学科设计优化的研究工作,将多学科设计优化技术和方法引入具有典型多学科特点的非航空航天领域产品的优化设计中,以有效地改善产品性能。 首先,对多学科设计优化技术体系进行了系统的分析研究,将多学科设计优化技术体系分为九个关键要素,并研究了各要素的基本内容及其应用,建立了多学科设计优化技术各主要内容的关系图。 接着,在综合研究目前多学科设计优化方法的基础上,针对非航空航天领域产品复杂程度相对较低的特点,重点研究了如何确立简单耦合系统的多学科设计优化方法。 然后,针对地磅的系统结构特点,应用所提出的简单耦合系统多学科设计优化方法创建过程,建立了将标准优化方法和协作优化方法相结合的多学科设计优化方法。该方法充分利用了子系统之间的并行性和耦合性。 最后,在iSIGHT环境下实现了地磅的多学科设计优化方法的外层框架,并成功将Pro/E和ANSYS进行集成,建立了针对需要进行实体造型和有限元分析的零部件进行设计优化的通用软件运行环境;利用该结构设计优化框架对地磅秤台进行了设计优化,取得了良好的效果,同时对其它产品的设计和研究起到抛砖引玉的作用。
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