向光伟, 王 杰, 史玉杰, 易国庆

(1. 中国空气动力研究与发展中心 高速空气动力研究所, 四川 绵阳 621000; 2. 四川大学 制造科学与工程学院, 成都 610065)

基于iSIGHT的风洞应变天平优化设计方法研究

向光伟1,2,*, 王 杰2, 史玉杰1, 易国庆1

(1. 中国空气动力研究与发展中心 高速空气动力研究所, 四川 绵阳 621000; 2. 四川大学 制造科学与工程学院, 成都 610065)

天平设计的关键在于天平结构的优化，在满足设计要求的前提下，尽量提高天平刚度，避免应力集中，减小各测量分量之间的相互干扰，以提高设计质量。天平优化设计是一个多目标问题，无论利用解析方法还是有限元仿真方法，设计分析过程通常需要丰富的经验，即使耗费大量时间也很难获得全局最优解。以6分量杆式应变天平为研究对象，提出了分级和分步优化策略，介绍了基于iSIGHT平台的实现方法。通过试验设计(DOE)筛选出对优化目标影响较大的设计变量，然后建立天平优化设计近似参数化模型。在iSIGHT中通过集成UG、ANSYS和EXCEL等软件建立自动优化流程。以参数化三维结构有限元仿真分析方法为基础，利用iSIGHT提供的优化算法，实现优化设计自动化，大大节省了设计成本，提高了天平设计质量和效率。

应变天平；优化策略；试验设计；参数化建模；iSIGHT

0 引 言

天平设计的实质是根据设计要求对天平结构不断优化，直至得到满意的结果。为了提高天平性能，优化的主要工作是在设计条件下，使各测量分量在满足强度要求的前提下获得理想的信号输出，并且各分量相互干扰最小而刚度最大。……