一种基于增材制造的异形结构优化设计方法技术

本发明专利技术公开了一种基于增材制造的异形结构优化设计方法，其特征在于，包括下述步骤：S1、设计并得到异形结构的优化空间模型；S2、对设计空间模型添加材料属性，考虑重力环境和异形结构全周期载荷环境，固定约束并按照载荷条件施加载荷；S3、完成目标轻量化优化分析；S4、根据优化结果，利用重构模块完成模型重构，通过结构性能分析模块，对重构的模型进行结构性能分析，以验证其相关性能指标；S5、制造得到异形零件，通过三维扫描技术完成对制造的异形零件实物的三维扫描，对扫描结果与设计模型进行尺寸和形位偏差的对比分析，以检验异形零件是否满足设计要求。本发明专利技术满足基于增材制造的结构快速、高性能、一体化、轻量化的设计和检验需求。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及航天设备安装领域，特别涉及一种基于增材制造的异形结构优化设计方法。

技术介绍

1、在航天领域，设备安装结构用于设备与舱体主结构的连接结构，在发射主动段保证一定的刚度和强度，以保证设备的安全。随着航空航天领域对产品高性能日益强烈的要求，飞行器零部件的重量已成为影响整个飞行器性能和效益的重要因素，实现飞行器零部件快速、高效轻量化，不仅可以显著提升产品的性能，突破某些技术状态瓶颈，更可以降低零部件生产加工过程及后续服役期间能源资源的消耗，实现最终产品的性能的全方位升级。

2、现有设计中的复杂零件轻量化优化设计方法通常存在多零件、零件整体制造时间增加、整体制造成本增加，很难满足零件各部分的不同性能需求。增材制造等新兴工艺的发展，降低了对异型拓扑优化结构的制造限制，本领域期待一种基于增材制造的异形结构优化设计方法，能够实现结构高性能一体化设计，同时实现结构的轻量化。

技术实现思路

1、本专利技术的目的在于提供一种基于增材制造的异形结构优化设计方法，以满足基于增材制造的异形结构快速、高性能、一体本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种基于增材制造的异形结构优化设计方法，其特征在于，包括下述步骤：

2.根据权利要求1所述的基于增材制造的异形结构优化设计方法，其特征在于，所述步骤S4中所述薄壁结构是指高度与壁厚比值大于40的面结构特征，从而设计使得壁厚≮0.5mm，孔径≮1mm。

3.根据权利要求1所述的基于增材制造的异形结构优化设计方法，其特征在于，所述步骤S5中根据扫描结果与设计模型进行偏差对比分析包括：约定异形零件参考R孔基准坐标系，选定异形零件的基准参考面，沿此面法线方向，每20～30mm做零件的切面，切面内每个独立的切面选取10～15个点，上述所有点位与约定的基准R孔坐标系做连线...

【技术特征摘要】

1.一种基于增材制造的异形结构优化设计方法，其特征在于，包括下述步骤：

2.根据权利要求1所述的基于增材制造的异形结构优化设计方法，其特征在于，所述步骤s4中所述薄壁结构是指高度与壁厚比值大于40的面结构特征，从而设计使得壁厚≮0.5mm，孔径≮1mm。

3.根据权利要求1所述的基于增材制造的异形结构优化设计方法，其特征在于，所述步骤s5中根据扫描结果与设计模型进行偏差对比分析包括：约定异形零件参考r孔基准坐标系，选定异形零件的基准参考面，沿此面法线方向，每20～30mm做零件的切面，切面内每个独立的切面选取10～15个点，上述所有点位与约定的基准r孔坐标系做连线，在r孔坐标系三个方向的投影尺寸作为测量数据，获得所有点到r孔坐标系在x、y、z三个方向的尺寸数据，并与三维设计模型以同样的方法获取的数据进行尺寸偏差分析，以该尺寸偏差来判定异形零件是否满足设计要求。

4.根据权利要求1所述的基于增材制造的异形结构优化设计方法，其特征在于，所述步骤s1包括：确认与异形结构连接装置的布局状态，所述布局状态包括装置布局安装位置、布局极性，确认异型结构可用空间，主要完成与周边装置或结构的干涉检查，确认异形结构与主结构和被连接装置的连接接口的正确性，之后利用三维建模模块或cad软件，完成异形结构的可利用空间模型设计，得到异形结构的优化空间模型，所述布局极性包括光学或测控设施需确认的视场，发动机需确认的羽流影响。

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【专利技术属性】
技术研发人员：常世杰，朱俊杰，原潇，楼俏，柏合民，秦凯，李传吟，周磊，
申请(专利权)人：上海宇航系统工程研究所，
类型：发明
国别省市：