风场作用下的定日镜轻量化设计

针对传统优化方法在定日镜轻量化设计中表现出的灵敏度依赖性和计算低效性等缺陷,提出将响应面模型与序列二次规划算法相结合的方法。该方法在保证定日镜强度、刚度和动态性能等要求的基础上,对风场作用下产生非线性响应的定日镜结构进行轻量化设计。通过数值风洞试验和Davenport谱得到作用在定日镜上的静态风荷载和脉动风频率,利用拉丁超立方试验设计得到的空间样本点进行数值仿真,建立各响应值关于15个设计变量的二阶响应面模型,并采用序列二次规划算法进行定日镜轻量化设计。研究结果表明:在保证定日镜满足许用挠度、应力和一阶固有频率的前提下,定日镜总质量减少了198 kg,减重率达12.31%,轻量化效果显著。同时该方法快速、高效、可靠,具有较强的工程实用性。