一种面向增材制造技术的桁架式支架结构设计方法

• 作者: 李修峰 王伟 王浩攀 高令飞
• 来源期刊: 宇航学报
• 学科: 航空航天
• 关键词: 卫星 支架 结构优化 增材制造 桁架结构
• 年，卷（期）: 2017,（7）
• 所属期刊栏目: 材料、结构与制造
• 页码范围: 751-757
• 页数: 7页
• 分类号: V423
• 字数: 3906字
• 语种: 中文
• DOI: 10.3873/j.issn.1000-1328.2017.07.011

摘要

针对卫星结构轻量化设计需求,综合应用拓扑优化方法和增材制造技术在结构设计和加工方面的优势,提出一种面向增材制造的桁架式支架结构设计方法.首先,考虑增材制造加工工艺约束,应用拓扑优化方法在结构可行设计空间中寻找最佳传力路径,以此为基础抽象出相对应的桁架结构;然后,应用尺寸优化方法,设计最优的桁架杆件截面尺寸;最后,综合考虑最优杆件尺寸和结构加工/使用约束,进行几何重构,获得可供增材制造的结构设计方案.将方法应用于某卫星敏感器支架结构设计,得到一种相对传统构型减重35.4%的轻量化设计方案.经详细力学分析验证,在使用与传统构型支架相同材料参数和载荷工况下,新型支架基频提高34.3%,安全裕度提高13.0%,同时动态响应系数降低7.3%,验证了方法在结构设计方面的可行性,为同类结构的轻量化设计提供了有益参考.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	王伟	中国空间技术研究院通信卫星事业部	18	88	6.0	9.0
2	李修峰	中国空间技术研究院通信卫星事业部	8	14	2.0	3.0
3	高令飞	中国空间技术研究院通信卫星事业部	8	15	3.0	3.0
4	王浩攀	中国空间技术研究院通信卫星事业部	6	9	2.0	3.0