该文围绕某试验机承力密封框的结构优化设计,对飞机结构设计中的CAD/CAE及优化方法开展应用研究.内容又分为以下几个章节:(1)介绍特征造型方法及所采用的CAD软件工具.即首先分析承力密封框的结构和形状、使用环境、接口要求、使用条件、功能要求以及载荷工况等,并在此基础上建立承力密封框的结构模型和特征模型,以及介绍设计造型过程.然后,利用现成的CAD系统对承力密封框进行几何造型以及对试验机的飞机头部进行数字化装配,建立飞机机头组合件的三维装配模型,并通过对三维模型的直观检查以保证新设计气密安装板、天线罩与原机1框之间的结构协调性.(2)概述CAE方法,包括有限元分析过程、建模方法以及单元选择等.首先,建立承力密封框的有限元计算模型,以及用各种类型的有限元模型参数模拟该密封承力框的实际使用情况;然后,对承力密封框进行受力分析并选择计算工况载荷;最后,进行有限元分析,分析计算结果,以确保结构设计符合飞机设计规范.(3)采用MSC/PATRAN建立新设计气密安装板的优化数学模型,并用MSC/NASTRAN的优化模块进行优化计算,其中着重介绍所使用的优化算法,包括改进的可行方向法和灵敏度分析等.(4)根据遗传算法原理,自行开发自适应遗传优化程序,并利用该程序对气密安装板进行全局优化.与独立应用NASTRAN系统的计算结果进行分析比较,最后对设计结果进行修正.