基于HLA构建液压支架多学科设计优化计算环境

孟晓军,王国法,王金华,安里千,任怀伟,王建国

(1.泰山学院 机械与工程学院，山东 泰安 271021； 2.天地科技股份有限公司 开采设计事业部,北京 100013；3.中国矿业大学(北京)力学与建筑工程学院,北京100083)

基础研究

基于HLA构建液压支架多学科设计优化计算环境

孟晓军1,2,3,王国法2,王金华2,安里千3,任怀伟2,王建国2

(1.泰山学院 机械与工程学院，山东 泰安 271021； 2.天地科技股份有限公司 开采设计事业部,北京 100013；3.中国矿业大学(北京)力学与建筑工程学院,北京100083)

为了解决液压支架等重型机械的整体优化问题，开发了基于高层体系架构(HLA)的多学科设计协同优化计算环境。该计算环境封装了相关学科领域的分析优化工具，在单学科优化的基础上寻求整体优化设计；通过构造多学科间一致性约束，实现了最小化学科级设计变量与系统级分配目标值之间差距的目的，实现了学科间的协同优化；基于高层体系架构建立优化模型，将学科间的耦合状态变量映射为相关联邦成员对象类的可发布和订购属性，实现了学科间耦合变量的交互，充分利用学科间的耦合效应，实现了整体优化设计。最后通过某型号液压支架的多学科设计优化过程为例，描述了该计算环境的使用方法并且验证了其有效性。

液压支架；多学科设计优化；高层体系架构；一致性约束

多学科设计优化(Multidisciplinary Design Optimization，MDO)作为一种解决复杂系统优化设计的方法，在近20a的研究与应用中主要应用在大型飞机[1-2]、运载火箭[3]等航空航天领域，民用机械领域应用较少。……