Оптимизация расстановки крепежных элементов при сборке самолетов на основе метода прямого поиска на адаптивных сетках


DOI: 10.34759/trd-2020-110-18

Авторы

Погарская Т. А.

Санкт-Петербургский государственный политехнический университет Петра Великого, СПбПУ, ул. Политехническая, 29, Санкт-Петербург, 195251, Россия

e-mail: Pogarskaya.t@gmail.com

Аннотация

Статья посвящена разработке метода оптимизации расстановки временных фиксирующих элементов при сборке самолетов, основанного на безградиентном методе прямого поиска на адаптивных сетках (Mesh Adaptive Direct Search). Рассмотрены наиболее часто используемые подходы, применяемые при оптимизации дискретных систем. Работа методов продемонстрирована на упрощенной модели соединения крыла с фюзеляжем, проведено сравнение с результатом работы метода локальных вариаций, часто используемом для решения подобных задач (вариант жадного алгоритма). Проанализировано время работы реализованных алгоритмов и оценена дальнейшая возможность их применения при расчетах на полномасштабных моделях реальных самолетов.

Ключевые слова:

сборка самолета, оптимизация сборки, метод локальных вариаций, безградиентная оптимизация, контактная задача

Библиографический список

  1. Bakker O.J., Popov A.A. and Ratchev S.M. Variation analysis of automated wing box assembly // The 50th CIRP Conference on Manufacturing Systems, Procedia CIRP 63, 2017. URL: http://eprints.nottingham.ac.uk/41389/1/PROCIR-D-16-01298R1.pdf

  2. Говорков А.С. Управление параметрами объектов производственной среды при разработке технологического процесса сборки изделия // Труды МАИ. 2011. № 48. URL: http://trudymai.ru/published.php?ID=27146

  3. Yang D., Qu W. and Ke Y.`Evaluation of residual clearance after prejoining and pre-joining scheme optimization in aircraft panel assembly’ // Assembly Automation, 2016, vol. 36 (4), pp. 376 – 387.

  4. Ларионова А.А., Дудченко А.А., Сергеев В.Н. Проектирование узлов механических композитно-металлических соединений // Труды МАИ. 2016. № 90. URL: http://trudymai.ru/published.php?ID=74691

  5. Eck C., Janusek J., Krbec M. Unilateral contact problems. Variational methods and existing theorems, Taylor and Francis, 2005, 398 p.

  6. Hlavacek I., Haslinger J., Necas J., Lovisek J. Solution of variational inequalities in mechanics, Springer-Verlag, 1998, 287 p.

  7. Lupuleac S.V., Petukhova M.V., Shinder Y.K., Bretagnol B. Methodology for solving contact problem during riveting process // SAE International Journal of Aerospace, 2011, vol. 4 (2), 952 – 957, doi:10.4271/2011-01-2582

  8. Petukhova M.V., Lupuleac S.V., Shinder Y.K., Smirnov A.B., Yakunin S.A., Bretagnol B. Numerical approach for airframe assembly simulation // Journal of Mathematics in Industry, 2014, vol. 4 (1), pp. 1 – 12.

  9. Stefanova M., Yakunin S., Petukhova M., Lupuleac S., Kokkolaras M. An interior-point method based solver for simulation of aircraft parts riveting // Engineering Optimization, 2017, vol. 50 (5), pp. 781 – 796.

  10. Marx D. A parameterized view on matroid optimization problems // Theoretical Computer Science, 2009, vol. 410 (44), pp. 4471 – 4479.

  11. Abramson M.A., Audet C., Chrissis J.W., Walston, J.G. Mesh adaptive direct search algorithms for mixed variable optimization // Optimization Letters, 2009, vol. 3 (1), pp. 35 – 47.

  12. Audet C., Dennis Jr. J.E. Mesh adaptive direct search algorithms for constrained optimization // SIAM Journal on Optimization, 2006, vol. 17 (1), pp. 188 – 217.

  13. Audet C., Hare W. Derivative-Free and Blackbox Optimization, Springer Series in Operations Research and Financial Engineering, Springer International Publishing, 2017, 302 p. DOI 10.1007/978-3-319-68913-5

  14. Audet C., Ihaddadene A., Digabel S.L., Tribes C. Robust optimization of noisy blackbox problems using the mesh adaptive direct search algorithm // Optimization Letters, 2018, vol. 12 (4), pp. 675 – 689.

  15. Audet C., Kokkolaras M., Le Digabel S., Talgorn B. Order-based Error for Managing Ensembles of Surrogates in Mesh Adaptive Direct Search // Journal of Global Optimization, 2018, vol. 70, pp. 645 – 675.

  16. Audet C., Le Digabel S., Tribes C. NOMAD user guide, Technical Report G-2009-37, Les cahiers du GERAD, 2009, 121 p.

  17. Le Digabel S. Algorithm 909: NOMAD: Nonlinear Optimization with the MADS algorithm // ACM Transactions on Mathematical Software, 2011, vol. 37, issue 4, pp. 44:1 – 44:15.

  18. Pogarskaia T., Churilova M., Petukhova M., Petukhov E. Simulation and optimization of aircraft assembly process using supercomputer technologies // Communications in computer and information science, 2019, vol. 965, pp. 367 – 378.

  19. Zaitseva N., Pogarskaia T., Minevich O., Shinder J., Bonhomme E. Simulation of Aircraft Assembly Via ASRP Software, SAE Technical Papers, September, 2019, doi:10.4271/2019-01-1887

  20. Zaitseva N., Lupuleac S., Petukhova M., Churilova M., Pogarskaia T., Stefanova M. High Performance Computing for Aircraft Assembly Optimization // Global Smart Industry Conference, GloSIC 2018, Chelyabinsk, Russia, 13-15 November 2018, pp. 181 – 187. URL: http://toc.proceedings.com/42204webtoc.pdf


Скачать статью

mai.ru — информационный портал Московского авиационного института

© МАИ, 2000—2024

 Вход