一种卫星分步结构优化方法

• 作者: 姚雯 徐皓 王宁 赵勇 都柄晓
• 来源期刊: 航天器工程
• 关键词: 卫星 拓扑优化 形状尺寸优化 多工况 多目标
• 年，卷（期）: 2017,（4）
• 所属期刊栏目: 研究与设计
• 页码范围: 22-28
• 页数: 7页
• 分类号: V423.4
• 语种: 中文
• DOI: 10.3969/j.issn.1673-8748.2017.04.004

摘要

在卫星结构设计中,为了在满足各种工况条件下有效实现减重,基于优化驱动设计的思想,文章提出了一种分步结构优化方法:第一步采用固体各项同性惩罚微结构法(SIMP)进行多工况下最小柔顺度的拓扑优化,通过将多工况下的优化目标加权,转化为单目标优化问题,优化求解得到最优构型;第二步,提取第一步优化方案的拓扑构型关键特征,以质量最小、整星结构基频最高为目标,采用带精英策略的非支配排序遗传算法(Non-dominated Sorting Genetic Algorithm-Ⅱ,NSGA-Ⅱ)对形状和尺寸参数进行多目标优化;第三步,根据得到的形状尺寸参数,考虑实际加工和设计要求,经过人工修改迭代,得到最终设计.此方法应用于天拓-3卫星的支撑腿结构设计中,实现了考虑多工况的拓扑优化和多目标的形状尺寸优化.按照工程设计制造要求进行处理,获得的优化方案在满足各项约束条件下使支撑腿结构有效减重44.57％,整星结构基频提高3.97％,说明该方法具有较强的工程应用价值.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	赵勇	国防科学技术大学航天科学与工程学院	9	55	5.0	7.0
2	王宁	国防科学技术大学航天科学与工程学院	6	20	3.0	4.0
3	姚雯	国防科学技术大学航天科学与工程学院	5	34	3.0	5.0
4	都柄晓	国防科学技术大学航天科学与工程学院	2	7	2.0	2.0
5	徐皓	国防科学技术大学航天科学与工程学院	1	5	1.0	1.0