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火炮发射与控制学报2025年第03期:基于NSGA-Ⅱ与BP神经网络的复合材料身管结构参数优化

来源:期刊VIP网 时间:


作者:孙磊;韩书永;马梦蹊;王坚;刘宁;

单位:南京理工大学机械工程学院;北京机械设备研究所;

摘要:针对复合材料身管结构设计时多个性能指标设计要求,在Isight中集成BP神经网络、Solidworks参数化几何模型及Abaqus有限元仿真模型通过NSGA-Ⅱ遗传算法对多个目标进行优化。优化目标值为身管的一阶固有频率、质量以及复合材料缠绕部位处的身管内壁最大等效应力,复合材料身管三段复合缠绕位置处的金属内衬直径以及复合材料缠绕角度为设计变量。通过BP神经网络建立代理模型,再通过NSGA-Ⅱ遗传算法对多个目标进行优化求解,解得复合材料身管结构参数的Pareto最优解集。通过优化结果可知,采用遗传算法多目标优化生成的Pareto前沿面最优解集分散地较为均匀,优化解集的复合材料身管结构参数方案在刚度、强度和质量方面均有改善,为复合材料身管结构设计和优化提供了参考。

关键词:复合材料;;多目标结构优化;;BP神经网络代理模型;;NSGA-Ⅱ算法