Diseño de Disposición Inteligente de Dos Etapas para Puerta de Cabina Curvada
Autores: Gao, Tianhe; Xu, Ziyu; Li, Zengcong; Liu, Pei; Tian, Kuo
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
Diseño de Disposición Inteligente de Dos Etapas para Puerta de Cabina Curvada
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Aeroespacial
Palabras clave
Complejo
Nave espacial
Diseño estructural
Puerta de cabina
Algoritmo de optimización
Algoritmo evolutivo
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
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Citaciones: Sin citaciones
Como uno de los componentes más complejos y críticos de las naves espaciales, el diseño estructural de la puerta curva de la cabina enfrenta dos desafíos. Por un lado, es difícil obtener configuraciones innovadoras para la puerta de la cabina en la etapa de diseño preliminar. Por otro lado, el algoritmo de diseño de optimización tradicional es ineficiente en la etapa de diseño detallado. En este documento, se propone un método inteligente de dos etapas para el diseño de la disposición de la puerta curva de la cabina. En la primera etapa, se obtiene la disposición innovadora de refuerzos de la puerta de la cabina basada en el método de optimización topológica. Luego, se utiliza el método de deformación de malla para el modelado rápido y la reconstrucción geométrica. En la segunda etapa, se emplea un potente algoritmo evolutivo recientemente propuesto, llamado Estrategia de Evolución Asistida por Surrogados con Adaptación de Matriz de Covarianza impulsada por élite (ES-CMA-ES), para optimizar los parámetros de la puerta de la cabina y su estructura de pared delgada circundante. Para verificar la efectividad del método propuesto, se lleva a cabo un ejemplo de puerta curva de cabina de la nave espacial (nave de carga). En comparación con el diseño tradicional de refuerzos ortogonales, la masa del diseño óptimo se reduce en un 52.21% mientras se satisfacen las restricciones, lo que indica la excelente capacidad de optimización del método propuesto y demuestra un gran potencial para mejorar la capacidad de carga y la eficiencia de la nave espacial.
Descripción
Como uno de los componentes más complejos y críticos de las naves espaciales, el diseño estructural de la puerta curva de la cabina enfrenta dos desafíos. Por un lado, es difícil obtener configuraciones innovadoras para la puerta de la cabina en la etapa de diseño preliminar. Por otro lado, el algoritmo de diseño de optimización tradicional es ineficiente en la etapa de diseño detallado. En este documento, se propone un método inteligente de dos etapas para el diseño de la disposición de la puerta curva de la cabina. En la primera etapa, se obtiene la disposición innovadora de refuerzos de la puerta de la cabina basada en el método de optimización topológica. Luego, se utiliza el método de deformación de malla para el modelado rápido y la reconstrucción geométrica. En la segunda etapa, se emplea un potente algoritmo evolutivo recientemente propuesto, llamado Estrategia de Evolución Asistida por Surrogados con Adaptación de Matriz de Covarianza impulsada por élite (ES-CMA-ES), para optimizar los parámetros de la puerta de la cabina y su estructura de pared delgada circundante. Para verificar la efectividad del método propuesto, se lleva a cabo un ejemplo de puerta curva de cabina de la nave espacial (nave de carga). En comparación con el diseño tradicional de refuerzos ortogonales, la masa del diseño óptimo se reduce en un 52.21% mientras se satisfacen las restricciones, lo que indica la excelente capacidad de optimización del método propuesto y demuestra un gran potencial para mejorar la capacidad de carga y la eficiencia de la nave espacial.