摘要：点阵结构作为一种新型轻质功能结构,具有高承载力、高强度、轻质量等一系列优异的力学性能,在航空航天、轨道交通、船舶等工程领域得到广泛应用。针对典型零件扩张调节片结构的轻量化设计问题,提出一种基于均匀化的点阵拓扑和尺寸优化方法,通过MATLAB、ABAQUS和OPTISTRCUT软件对扩张调节片结构进行点阵拓扑优化建模,为结构的轻量化设计提供理论依据。根据上述已建立的点阵拓扑优化模型,分别探究了高低密度点阵结构和最长点阵结构尺寸对其点阵拓扑优化效果的影响,并通过静力学仿真分析求解位移变形和应力云图来进一步揭示点阵拓扑优化的效果。结果表明,高密度和小尺寸点阵结构更有利于扩张调节片结构的轻量化设计。

摘要：针对某吸气式发动机可调喷管的扩张调节片开展结构优化研究。根据调节片加筋结构常规布局形式,用壳单元和梁单元来代表薄板和加强筋,建立参数化设计模型,开展多目标优化设计得到常规布局的结构设计方案。通过结构拓扑优化设计并对优化结果进行二次建模,得到工程可行的结构优化方案。对2种方法得到结构方案进行对比,拓扑优化结构方案重量减少14.8%,最大变形减少38%,最大结构应力相当但结构应力分布更加均匀。拓扑优化设计得到的结构方案具有材料利用率高、结构轻、性能好的优点,对于喷管调节片薄壁加筋结构优化问题拓扑优化方法具有良好的工程应用前景。