一种基于点阵蒙皮与增材制造的支臂轻量化优化方法技术

本发明专利技术公开的一种基于点阵蒙皮与增材制造的支臂轻量化优化方法，属于履带车轻量化设技术领域。本发明专利技术实现方法为：将支臂结构划分为非设计区域和可设计区域，在进行拓扑优化时，仅对支臂结构设计区域内的部分进行优化，固定区域内的支臂结构不进行优化，避免影响支臂结构与其他结构的链接；通过对支臂结构进行拓扑优化，根据拓扑优化结果对支臂结构重构、抽壳、填充点阵得到支臂结构优化后实际三维模型；对实际三维模型进行金属3D打印过程仿真计算，得到验证后的轻量化支臂结构最终优化结果，用増材制造的方式输出轻量化支臂结构。本发明专利技术能够在保证支臂力学性能的前提下，最小化支臂结构的质量，实现支臂结构的轻量化。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于履带车轻量化设，涉及一种基于点阵蒙皮与增材制造的支臂轻量化优化方法。

技术介绍

1、对战车进行轻量化设计，不仅有利于提升战车在作战过程中的机动性，还有利于在战车空运时节省燃料并携带更多弹药。支臂是战车机械结构中的重要部件，因此，对支臂进行轻量化设计具有重要意义。

2、目前，市面上的支臂基本是由工程师经验进行设计而成，设计初期常通过结构对比的方法获得一般构型、再结合机械设计国家标准，经过结构强度多次校核迭代的方式，得到支臂的结构形式。这种利用其自身经验进行设计的方法的设计周期长，费时费力，同时很难考虑结构的重量，无法达到快速、轻量化的设计效果。

3、拓扑优化是结构优化设计中最具挑战性的研究领域，是一种创新性的设计方法。连续体结构优化旨在满足约束的条件下，寻找设计域中最佳的材料分布，实现目标性能的设计。拓扑优化针对有限元划分后结构中每一个单元的有无进行设计，相比尺寸优化和形状优化具有更多的设计自由度，且能够摆脱设计中对于经验的依赖，因此得到广大设计人员的青睐。

4、点阵蒙皮结构是由蒙皮和空间点阵结构组成，空间点本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种基于点阵蒙皮与增材制造的支臂轻量化优化方法，其特征在于：包括以下步骤，

2.如权利要求1所述的一种基于点阵蒙皮与增材制造的支臂轻量化优化方法，其特征在于：步骤S6中所述设定壁厚进行抽壳得到空腔模型，空腔模型壁厚预设值h满足：

3.如权利要求2所述的一种基于点阵蒙皮与增材制造的支臂轻量化优化方法，其特征在于：以最小化质量作为目标函数、结构最大应力小于许用应力值作为约束函数建立的拓扑优化模型如下：

4.如权利要求3所述的一种基于点阵蒙皮与增材制造的支臂轻量化优化方法，其特征在于：步骤S11中所述对实际模型进行打印过程仿真计算包括，

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【技术特征摘要】

1.一种基于点阵蒙皮与增材制造的支臂轻量化优化方法，其特征在于：包括以下步骤，

2.如权利要求1所述的一种基于点阵蒙皮与增材制造的支臂轻量化优化方法，其特征在于：步骤s6中所述设定壁厚进行抽壳得到空腔模型，空腔模型壁厚预设值h满足：

3.如权利要求2所述的一种基于点阵蒙皮与增材制造的支臂轻量化优化方法，其特征在于：以最小化质量作为目标函数、结构最大应力小于许用应...

【专利技术属性】
技术研发人员：陶然，韩岳松，周胜，孙齐东，董旭，寇子川，
申请(专利权)人：北京理工大学，
类型：发明
国别省市：