本实用新型专利技术属于增材制造领域，公开基于增材制造的抗疲劳轻量化“烟斗”形天线支架，包括金属蒙皮、金属骨架、加强筋，所述金属蒙皮与金属骨架、加强筋接触，并且金属蒙皮为底层，金属骨架和加强筋为覆盖层，上述加强筋与骨架采用增材制造一体成型。本实用新型专利技术以局部疲劳性能为约束条件，建立结构的轻量化设计模型，采用全局收敛移动渐近线算法求解局部疲劳约束下的结构拓扑优化问题，最终得到天线结构尺寸和形状，通过增材制造一体成型，使材料利用更充分，支撑效果更佳。提高天线支架抗疲劳性能和轻量化。轻量化。轻量化。
【技术实现步骤摘要】
基于增材制造的抗疲劳轻量化“烟斗”形天线支架
[0001]本申请属于增材制造
，具体是基于增材制造的抗疲劳轻量化“烟斗”形天线支架。
技术介绍
[0002]目前的天线支架，如果被支撑物是轻型物，采用空心结构作为骨架，长时间使用或者遇到极端大风天气，空心结构容易发生折断；如果被支撑物是重型物，采用实心结构作为骨架，自身重量过大安装不便，不易满足抗疲劳要求，而且容易浪费材料。
[0003]通过仿真可以发现，天线支架损伤主要分布在边缘，在保证合理载荷分布情况下，满足抗疲劳性能显得十分重要，尤其是如今倡导节能减排，传统加工方法造成毛坯料浪费，在保证结构强度、刚度的前提下有效降低结构重量，选择合适的加工方式尤其重要。
技术实现思路
[0004]为了解决上述难题，本技术提供了基于增材制造的抗疲劳轻量化“烟斗”形天线支架。此制造技术生产的天线支架减少了结构重量，无需使用尺寸规格很大的毛坯料，有利于提高结构效率、减少材料浪费，降低加工成本，在保证结构强度、刚度的前提下实现抗疲劳轻量化。
[0005]本技术的技术方案：
[0006]基于增材制造的抗疲劳轻量化“烟斗”形天线支架，主要由金属蒙皮、金属骨架、加强筋组成；金属蒙皮作为底层，构成天线支架的“烟斗”形状，金属骨架是上支架和下支架作为骨架主体，作为覆盖层与金属蒙皮上下边缘接触。
[0007]作为优选，所述金属蒙皮与金属骨架呈垂直状态，金属骨架分布合理的结构形式，削弱了疲劳损伤的传递。
[0008]作为优选，所述加强筋连接上支架与下支架，加强筋显著提高天线支架的支撑力的同时，进行了轻量化处理。
[0009]由于采用上述技术方案，本技术的有益效果为：本技术通过Matlab分析，进行拓扑优化，对各截面尺寸和形状进行优化调整，使危险点得到强度加强，而性能过剩的部位进行减重，通过合理的形状，满足工艺性的前提下，发挥材料的最大性能，保证性能要求下，通过增材制造一体成型，使材料利用更充分，支撑效果更佳，实现轻量化天线支架的设计和制造。
附图说明
[0010]现结合附图对本技术做进一步说明。
[0011]图1为本技术结构正面示意图。
[0012]图中：1、金属蒙皮，2、金属骨架，3、加强筋，4、上支架，5、下支架。
具体实施方式
[0013]如图1所示，本技术为基于增材制造的抗疲劳轻量化“烟斗”形天线支架，包括金属蒙皮1选用铝合金金属板材，金属骨架2、加强筋3选用铝合金金属粉末材料，并采用增材制造技术中的激光选区融化技术一体化成型加工，覆盖烧结在金属蒙皮1上。
[0014]所述金属骨架2、加强筋3均与金属蒙皮1呈垂直状态。
[0015]在前述上支架4和下支架5之间连接有多个加强筋3。
[0016]工作原理：
[0017]本技术基于增广拉格朗日方法提出局部疲劳约束问题的拓扑优化框架。考虑变幅比例载荷作用，通过Palmgren
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Miner疲劳准则评定结构的疲劳损伤，以材料用量为目标函数，以疲劳性能为约束条件，提出基于局部疲劳约束的结构轻量化设计方法。此外，将非结构化多边形网格技术融入到拓扑优化模型，实现复杂几何边界结构的抗疲劳拓扑优化设计。
[0018]通过受力分析，天线支架的最大受力点和危险截面在边缘，本技术通过拓扑优化进行尺寸优化，来实现轻量化。局部约束作用的优化拓扑在载荷施加区域附近具有更加合理的结构形式，削弱了疲劳损伤的传递，因此铝合金金属骨架2的上支架4和下支架5处进行特殊设计，因而具有更优的抗疲劳性能。
[0019]以上内容是结合具体的优选实施方式对本技术所作的详细说明，不能认定本技术的具体实施方式只局限于这些说明。对于本技术所属
的普通技术人员来说，在不脱离本技术构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本技术所提交的权利要求书确定的专利保护范围。
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【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.基于增材制造的抗疲劳轻量化“烟斗”形天线支架，其特征在于：包括金属蒙皮(1)、金属骨架(2)、加强筋(3)，所述金属蒙皮(1)与金属骨架(2)和加强筋(...
【专利技术属性】
技术研发人员：江旭东，孙成，熊志，
申请(专利权)人：哈尔滨理工大学，
类型：新型
国别省市：
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