机械工程学报

作者：朱继宏, 张亦飞, 侯杰, 李祥吉, 张卫红

单位：1. 陕西省空天结构技术重点实验室 西安 710072;2. 西北工业大学机电学院 西安 710072;3. 西北工业大学航宇材料一体化设计与增材制造装备技术国际联合研究中心 西安 710072

关键词：拓扑优化,自由尺寸优化,动力学响应,加权频率,天线座；

结构的动力学响应设计是复杂装备设计与制造过程中一个不可回避的问题。针对复杂舰载天线座结构的设计需求提出了考虑动力学响应的拓扑-自由尺寸协同优化设计方法。以加权频率最大化为目标函数，简谐激励下结构的应力幅值为约束，构建协同优化模型并推导目标函数以及约束函数的灵敏度信息。针对复杂天线座结构板壳实体混合模型，进行协同设计，由拓扑优化结果确定内部材料分布，自由尺寸优化结果确定壳体的大致厚度分布，并在考虑工艺性基础上进行精确尺寸设计。随后对优化模型进行重构并分析校核。采用协同优化方法能够有效减少设计过程中的反复迭代，提升设计效率。设计结果表明，该方法能够显著提升结构的固有频率，大幅降低最苛刻工况下结构最大应力、位移幅值，实现性能更为优异的天线座结构设计。

来源：2024年第11期

《机械工程学报》期刊编辑部

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