一种复合材料杆架式支撑结构优化设计与试验

发布时间：2022-12-18 20:39

　　针对某卫星气瓶支撑结构无法满足卫星承载刚度要求的问题,提出一种优化方法,按照概念设计和详细设计两个阶段,对复合材料杆架式支撑结构的拓扑构型、几何参数以及碳纤维铺层角度开展协同优化设计;经过优化后的气瓶支撑结构重量为2.1kg,分别采用有限元法和模态试验法对优化后的结构进行考核验证;试验结果表明优化后的气瓶支撑结构一阶固有频率达到149.7Hz,与理论分析结果基本吻合,能够满足卫星总体对气瓶支撑结构基频不小于140Hz的刚度要求。上述结果验证了文中提出优化方法的有效性,为同类结构的优化设计提供了技术参考。 

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【文章目录】：
1 引言
2 支撑结构初步设计
    2.1 初步构型设计
    2.2 结果分析与讨论
3 优化方法研究
    3.1 概念设计阶段
    3.2 详细设计阶段
4 气瓶支撑结构优化
    4.1 构型拓扑优化
    4.2 支撑杆截面尺寸优化
    4.3 复合材料铺层优化
5 优化结果分析与试验
    5.1 有限元分析
    5.2 模态试验
6 结论


【参考文献】：
期刊论文
[1]卫星复合材料桁架结构多级优化设计方法[J]. 苏若斌,陶炯鸣,孔祥森.  航天器工程. 2016(01)
[2]大型航天器桁架式主承力结构构型拓扑优化研究[J]. 郝宝新,周志成,曲广吉,李东泽.  航天器工程. 2014(02)
[3]机械产品设计的结构优化技术应用[J]. 刘树春,张敬佩,李初晔.  机械设计与制造. 2011(08)
[4]某卫星平台多结构工况下的优化设计[J]. 周志成,曲广吉,黄海.  北京航空航天大学学报. 2009(07)
[5]基于拓扑描述函数的连续体结构拓扑优化方法[J]. 郭旭,赵康.  力学学报. 2004(05)
[6]结构系统的优化理论与设计方法探究[J]. 马玉娥,王振海,孙秦.  机械设计与制造. 2004(02)



本文编号：3722727