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题名金属粉末颗粒阻尼复合舵面结构拓扑优化设计方法研究
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作者
李海东
史晓鸣
张横
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机构
上海机电工程研究所
上海理工大学机械工程学院
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出处
《上海理工大学学报》
北大核心
2025年第3期249-261,共13页
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基金
国家自然科学基金资助项目(52375257)
上海市白玉兰人才计划浦江项目(24PJD073)。
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文摘
舵面结构的力学特性对飞行器的飞行性能具有重要影响,而结构几何构型决定舵面的力学性能。提出一种金属粉末颗粒阻尼复合舵面结构拓扑优化设计方法,通过优化舵面结构的加强筋实现承载,并通过优化粉末颗粒阻尼器位置实现舵面结构的减振设计。采用自适应成长法对舵面结构内部加强筋分布进行拓扑优化,运用均匀化法计算粉末颗粒阻尼器等效性能,并基于等效参数对粉末颗粒阻尼器在舵面结构内部的位置分布进行优化,实现具有承载和抑振功能结构的协同设计目标。仿真结果表明,相较于原型舵面结构,优化设计的金属粉末颗粒阻尼复合舵面结构其静力学性能提升10.35%,1阶固有频率提高22.10%,1阶固有频率处的幅频响应下降22.88%,马赫数为4、5、6时,颤振速度提高10%以上。所提设计方法为轻质高刚且具有抑振功能的结构设计提供了一种新的解决方案。
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关键词
拓扑优化
加强筋分布设计
粉末颗粒阻尼器
舵面结构
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Keywords
topology optimization
stiffener distribution design
powder particle damper
rudder structure
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分类号
TJ760.3
[兵器科学与技术—武器系统与运用工程]
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