动态载荷下的喷管运动结构拓扑优化设计探讨

• 作者: 石波 黄雪刚 周杰 付莉莉 樊根民
• 来源期刊: 火箭推进
• 学科: 航空航天
• 关键词: 吸气式发动机 可调喷管 动态载荷 拓扑优化
• 年，卷（期）: 2022,（5）
• 所属期刊栏目: 研究与设计|Research and Design
• 页码范围: 42-48
• 页数: 6页
• 分类号: V432
• 语种: 中文
• DOI: 10.3969/j.issn.1672-9374.2021.05.005

摘要

基于等效静态载荷法(ESL)的设计思想,针对可调喷管在复杂动态力热载荷下的结构优化问题,提出通过刚体动力学仿真提取动态力载荷,按照运动过程分离成多个工况,将动态载荷下的结构优化问题转化成静态载荷下的多工况联合结构优化问题,简化了问题的求解难度.通过这种方法对喷管运动结构开展拓扑优化得到改进结构,开展多工况力热载荷仿真修改模型,迭代获得最终优化方案.优化结构对应各个工况最大位移减少22％ ～34％,最大应力减少10％ ～15％,结构质量减少24％.设计方法的有效性得到验证,为动态力热载荷下的结构优化探索出实用的设计方法.