等离子发动机安装结构拓扑优化设计

摘要：

针对等离子体发动机安装结构,研究了静力学和动力学条件约束下结构拓扑优化的设计思路和方法.首先,通过模态仿真分析原结构存在的缺点,寻找结构改进方向;然后,应用拓扑优化设计方法得到满足设计要求的最佳结构构型;最后,充分考虑结构装配工艺性要求,采用拓扑优化和尺寸优化相结合的方法得到实用的工程最优方案.对比原结构方案,优化方案质量减轻10.8％.在静承载方面,优化结构最大位移减少61.1％,支撑刚度大幅增强;最大应力减少1.4％,结构上的应力分布更加均匀,平均应力降低.在动承载方面,优化结构上下偏摆和左右偏摆的振动模态明显改善,结构1～6阶振动频率提升了 5％～39.8％;优化结构在随机振动载荷下的RMS应力值和损伤降低,疲劳寿命显著提升.优化后结构的性能提升验证了设计方法的正确性和有效性.

关键词：等离子发动机、安装结构、构型优化、拓扑优化

所属期刊栏目：49

分类号：V439+.2(推进系统（发动机、推进器）)

资助基金：国家重点研发计划2019YFC1907000

在线出版日期：2023-09-06（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共8页

页码：43-50