机械工程学报

作者：张龙, 李昂, 赵云鹏, 曹哲, 曾惠忠, 周浩, 陈耕, 张啸雨

单位：1. 北京空间飞行器总体设计部 北京 100094;2. 中国航天科工集团有限公司 北京 100048;3. 北京交通大学机械与电子控制工程学院 北京 100091

关键词：激光选区熔化,拓扑优化,三维点阵,支撑结构,刚度；

基金：国家重点研发计划资助项目（2018YFB1106300）。

随着人类航天活动范围的不断扩大，复杂航天任务对于结构轻量化技术提出了更高的要求。在传统的结构形式基础上，单纯通过应用高性能材料等手段已经无法满足后续航天任务对于航天器载荷支撑结构轻量化的要求。提出一种封闭蒙皮包裹三维点阵层级结构的设备支撑结构形式，建立设备支撑结构的拓扑优化设计模型，并对优化后的结构进行封闭蒙皮包裹三维点阵化设计。运用激光选区熔化方法制备了支撑结构实物，并进行了振动力学试验验证，试验结果表明设备支撑结构比采用传统设计及制造方法的结构减重46.4%，实物已应用于某型号卫星载荷支撑任务。提出的封闭蒙皮包裹三维点阵的结构形式可以有效提高支架类结构的设计效率，在航天器结构轻量化方面具有推广应用前景。

来源：2021年第22期

《机械工程学报》期刊编辑部

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