作者：徐皓; 姚雯; 赵勇; 王宁; 都柄晓卫星拓扑优化形状尺寸优化多工况多目标
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 A lg orithm-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.
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