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摘要：微结构材料具有质量轻、功能多的特点，在航空航天领域具有广阔的应用前景。然而，单种微结构材料的刚度特性并无法适应飞机进一步的减重要求。针对大展弦比机翼的宏/微结构构型，提出了一种基于多种微结构构型的机翼结构和材料的多尺度气动弹性优化方法。由均匀化方法等效微结构材料的力学特性，结合宏观结构单元密度计算出整体刚度，通过求解气动弹性平衡方程获得弹性气动力及位移，基于敏度信息实现了机翼结构和材料的协同设计。优化结果表明，在相同载荷下，基于多种微结构材料的整体结构柔顺度较单种微结构材料减小了18.6%。与刚性气动力下的优化结果相比，机翼弹性效应对微结构拓扑构型影响较小，而宏观结构的外段被加强。此外，所提方法可以有效地优化复杂边界条件下的机翼结构，实现机翼内合理的刚度分布。
文章目录
1 结构/材料多尺度优化
1.1 微结构材料均匀化方法
1.2 参数化水平集
2 大展弦比机翼结构/材料多尺度气弹优化
2.1 结构/材料多尺度气弹优化方法
2.2 优化模型
2.3 气动力计算及静气动弹性响应分析
3 大展弦比机翼结构/材料多尺度气动弹性优化
3.1 模型描述
3.2 基于单/多种微结构材料的机翼多尺度优化
3.3 刚/弹性气动力下机翼结构/材料的多尺度优化
4 结 论
