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基于移动可变形组件法(MMC)的运载火箭传力机架结构的轻量化设计
被引量:
11
1
作者
李佳霖
赵剑
+2 位作者
孙直
郭杏林
郭旭
《力学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2022年第1期244-251,共8页
传力机架是运载火箭箭体与发动机连接的关键部件,负责将发动机推力载荷有效的传递至箭体,其结构的轻量化设计不仅可以保障火箭发动机的推重比、提高火箭的稳定性,还可以为我国未来可重复使用式火箭的研究提供一定的参考.本文在移动可变...
传力机架是运载火箭箭体与发动机连接的关键部件,负责将发动机推力载荷有效的传递至箭体,其结构的轻量化设计不仅可以保障火箭发动机的推重比、提高火箭的稳定性,还可以为我国未来可重复使用式火箭的研究提供一定的参考.本文在移动可变形组件(moving morphable component, MMC)的框架下,提出了一种解决传力机架结构轻量化设计的方法.在该方法中,机架结构的拓扑通过一组具有显式几何信息的组件来表示,这使最终优化布局可以被少量的设计变量所描述.通过分析传力机架结构设计的特点和要求,以刚度最大化为目标,体积分数(保证结构重量)为约束,建立了基于MMC显式拓扑优化方法下的问题列式.同时搭建了可对工程中传力机架结构轻量化设计的平台,并进行相应结构的拓扑优化.在两种载荷工况(即零位状态和摇摆状态)作用下,最终优化结果在中间推力载荷区域与锥段相连位置之间,所形成的较大翼板结构增强了传力机架的抗弯能力.通过与传统机架结构的对比,证明了本文所提出方法在传力机架结构轻量化设计方面的有效性.
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关键词
拓扑优化
移动可变形组件法
轻量化设计
运载火箭
传力机架
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职称材料
题名
基于移动可变形组件法(MMC)的运载火箭传力机架结构的轻量化设计
被引量:
11
1
作者
李佳霖
赵剑
孙直
郭杏林
郭旭
机构
大连理工大学工业装备结构分析国家重点实验室
西安航天动力研究所
大连理工大学宁波研究院
出处
《力学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2022年第1期244-251,共8页
基金
国家自然科学基金项目(11872138,11821202,11732004)
国家重点研发计划(2020YFB1709401)
大连市青年科技之星支持计划(2019RQ045,2019RQ069)资助项目。
文摘
传力机架是运载火箭箭体与发动机连接的关键部件,负责将发动机推力载荷有效的传递至箭体,其结构的轻量化设计不仅可以保障火箭发动机的推重比、提高火箭的稳定性,还可以为我国未来可重复使用式火箭的研究提供一定的参考.本文在移动可变形组件(moving morphable component, MMC)的框架下,提出了一种解决传力机架结构轻量化设计的方法.在该方法中,机架结构的拓扑通过一组具有显式几何信息的组件来表示,这使最终优化布局可以被少量的设计变量所描述.通过分析传力机架结构设计的特点和要求,以刚度最大化为目标,体积分数(保证结构重量)为约束,建立了基于MMC显式拓扑优化方法下的问题列式.同时搭建了可对工程中传力机架结构轻量化设计的平台,并进行相应结构的拓扑优化.在两种载荷工况(即零位状态和摇摆状态)作用下,最终优化结果在中间推力载荷区域与锥段相连位置之间,所形成的较大翼板结构增强了传力机架的抗弯能力.通过与传统机架结构的对比,证明了本文所提出方法在传力机架结构轻量化设计方面的有效性.
关键词
拓扑优化
移动可变形组件法
轻量化设计
运载火箭
传力机架
Keywords
topology optimization
moving morphable components
lightweight design
launch vehicles
transmission frame structures
分类号
V421.4 [航空宇航科学与技术—飞行器设计]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
基于移动可变形组件法(MMC)的运载火箭传力机架结构的轻量化设计
李佳霖
赵剑
孙直
郭杏林
郭旭
《力学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2022
11
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