摘要：为兼顾汽车结构轻量化和碰撞安全性的要求,本文中提出了一种铝合金波纹板加强结构设计方案用来加强盒形汽车防撞梁。通过建模与仿真研究了波纹板的不同结构特征和参数对防撞梁加强作用的影响,并进行了集中载荷和均布载荷条件下的试验验证。仿真和试验的结果均表明,铝合金波纹板加强结构是汽车防撞梁轻量化设计的有效方法,具有重大的工程应用价值。

摘要：近年来,机器人化增材制造技术凭借其高效率、大幅面和可移动等显著优势,在航空航天轻量化结构制造领域展现出巨大潜能。本文系统回顾了航空航天轻量化结构领域内的研究进展,从制造与修复需求出发,探讨了轻量化技术的研究背景及其重要性。面向增材制造技术,详细介绍了轻质结构、材料及功能一体化的设计与制造。深入分析了机器人化增材制造的关键技术,包括技术特性、典型工艺原理、机器人机构、装备和工艺规划,并讨论了轻量化结构机器人化增材制造所面临的关键挑战。最后,基于当前技术发展现状,展望了未来的研究方向,包括多工艺复合制造、智能化监测和控制、数字孪生技术,以及人机协同增材制造的应用潜力。本文从机器人化增材制造角度为航空航天轻量化结构的研究开发提供一份全面、前沿的科学综述,为推动该领域下阶段的发展提供参考。

摘要：为了保证在高的面形精度的前提下尽可能地降低硅镜的质量,通过对多种轻量化结构的分析与对比,确定了具体轻量化结构形式并对其进行了优化设计。通过计算机仿真分析证明了该优化设计方案的可行性,并采用超声加工方法实现了硅镜轻量化加工。试验结果表明:轻量化加工的硅镜镜体质量明显降低;虽然镜面精度有所降低,但仍能满足光学系统的设计要求。

摘要：本文以垂直起降载运空投四旋翼无人机机身结构为研究对象,对四旋翼无人机机身结构优化改进。采用碳纤维复合材料,芳纶纤维材料和巴尔沙木材,保证强度有足够冗余的同时对四旋翼无人机机身进行轻量化改进设计。四旋翼无人机轴距是466mm,机架仅重50g,搭配使用10寸的APC螺旋桨,有效载荷可达3kg,可准确高效地在火山、地震和洪水灾区等危险环境中执行勘察、拍摄和运载物品等任务。

摘要：探究床垫受力后内部应力分布情况,为床垫轻量化结构设计开发提供技术指导。通过对床垫进行力学有限元分析,研究床垫各层受力变形与应力应变变化分布情况,建立一个用于指导产品轻量化结构设计的模型,并对该模型进行试验结果验证,得出床垫轻量化结构的最优解。结果表明,床垫各层的压应力面积离受力接触面越远,应力从受力中心向外扩散越大,其受力面积越大,且整体应力分布越趋于均匀。根据该分析结果建立了一个密度与结构关联的轻量化模型,利用该模型指导原理生产出来的床垫产品在确保床垫质量的前提下,可以将质量减轻15%以上,达到了床垫轻量化的效果。

摘要：大口径光学反射镜的材料选择与研制一直是空间光学系统的主要核心技术,采用凝胶注模成型(Gel-Casting)技术一次性完成1.45m碳化硅反射镜镜坯成型,再经1 700℃反应烧结得到一块完整的碳化硅镜坯。介绍了大口径轻质碳化硅反射镜镜坯的基本结构,系统阐述了SiC反射镜镜坯的制备工艺。结合金相显微镜、XRD物相分析及力学性能测试对SiC镜坯的组织结构进行分析,测试数据表明:1.45m碳化硅反射镜镜坯的密度≥3.0g/cm3,抗弯强度≥330 MPa,弹性模量≥340GPa,轻量化率>74%。碳化硅反射镜镜坯的力学性能均能满足空间光学系统设计的要求。

摘要：针对等静压设备的预应力钢丝缠绕缸体结构的缠绕方法、强度和稳定性理论,定义了一种基于等剪应力缠绕的预应力大型结构轻量化设计模型.结合工作内压为300MPa、缸体内径为500mm的缸体设计实例,利用多岛遗传算法成功地得到了最优化解.质量由传统设计的9.03 t减轻到8.53 t,减少了5.5%.经专家系统软件和有限元软件验证,方案符合结构强度、刚度条件,预紧态结构不屈服,设计不失稳,并满足内径尺寸大于500 mm等设计要求,方案可行.分析表明,该优化模型合理,多岛遗传算法收敛效果好.该方法适用于大吨位、超高温超高压等静压设备的缸体缠绕结构优化问题.

摘要：轻质多功能结构是航天器装备实现轻量化的重要技术途径,本文针对航天器轻量化多功能结构设计与制造技术进行概述,重点介绍了高承载三维点阵结构、热变形稳定结构、智能折展结构、分离解锁结构、电磁隐身结构、以及复合材料新型连接技术等方面的现状及发展趋势,浅析了航天器装备新型结构研制面临的关键技术问题。

摘要：换流阀温度监测可以辅助预判故障,是保障换流站安全稳定运行的关键技术之一,但其可靠的能量供给问题却鲜有合适的解决思路。文中根据叠加式磁通计算方法,提出基于磁场感应取能技术的精确输出功率特性模型,分步降维研究磁心关键参数对取能功率的影响,并提出优化方法;针对换流阀厅空间限制,提出磁心轻量化技术方案,在此基础上研究贴片式取能装置受应用环境影响产生偏转条件下的取能功率特性,并提出非最优位置下的取能功率特性优化分析方法。文中设计的贴片式取能装置能够在宽范围电流波动下稳定驱动传感器并实现长距离无线通信,同时能够在换流站等狭窄高温空间下满足电力设备长期免维护监测需求。

摘要：针对传统加工方法进行液压阀体轻量化设计过程复杂、轻量化效果较差等问题,提出一种参数化液压阀体轻量化设计方法。分析液压阀体各个接口功能与流道拓扑关系,提取流道的拓扑结构;根据流道拓扑关系,考虑流道性能约束与体积约束,重新设计流道的布局与结构;使用自支撑截面流道代替传统的圆形截面流道以避免流道内部生成支撑结构;提出变截面流道建模与流道路径优化算法,实现流道自动化设计。对某液压阀体进行轻量化设计实验并进行流体仿真测试,结果表明,轻量化设计方案下的阀体与原阀体相比质量平均减少93.5%,体积平均减少70.8%,压力损失平均减少66.2%。