一种基于变构型点阵填充的结构件轻量化方法技术

本发明专利技术公开了一种基于变构型点阵填充的结构件轻量化方法，包括如下步骤：使用有限元方法计算得出零件模型的应力分布和位移分布，划分可采用点阵结构填充的区域；去除可填点阵区域的内部实体，使零件成为薄壁空腔结构；根据零件受力情况，采用多种构型点阵结构填充零件内部空腔；考虑零件制造的工艺性，优化零件模型，并进行有限元分析验证最终结果的可靠性，基于有限元分析应力和变形分布，判断可以进行点阵填充的区域，通过理论公式进行参数迭代，将四重旋转对称变构型点阵结构有针对性地进行分布设计，增加点阵填充的合理性，使得零件有效减轻重量，且点阵的单元连接处没有过渡问题，在满足工况条件的同时解决了工艺性问题。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于结构轻量化设计，尤其是一种基于变构型点阵填充的结构件轻量化方法。

技术介绍

1、点阵结构是一种多孔结构，通常由空间连杆组成单元，并在三维空间上周期阵列形成规律的桁架结构，其具有轻质、高比强度、高比刚度的特点。随着金属增材制造技术的日趋成熟，点阵结构可以通过主动设计达到设想的力、热性能，是一种多功能结构形式。已有大量使用点阵结构进行多功能化、轻量化的研究被报道，非常有希望成为构建高效承载结构的优选结构材料体系。

2、当前航空航天领域对结构轻量化有着愈发迫切的需求，点阵结构在其组件上的应用也越发广泛，目前采用点阵结构替代实体结构被认为是一种有效的轻量化方法。未来航天器的工况环境将更加复杂和恶劣，对于其中某些承力结构件而言，其受力形式多变，单一的点阵结构形式难以满足其工况载荷要求。当前已有梯度点阵结构被开发出来，可通过改变支杆直径、单元尺寸等以达到相对密度改变的效果，通过增材制造技术，可以将填充点阵的复杂结构件制造出来。但是以上填充点阵的方法由于相邻的单元之间存在大小尺寸的差异，所以会造成单元节点连接处缺乏有效过渡、点阵无法密排和存在极本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种基于变构型点阵填充的结构件轻量化方法，其特征在于：该方法包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种基于变构型点阵填充的结构件轻量化方法，其特征在于：所述步骤1具体包括如下步骤：

3.根据权利要求2所述的一种基于变构型点阵填充的结构件轻量化方法，其特征在于：所述步骤1-2中将所述实际受力和变形数据小于所述预设受力和变形数据的区域划分为第二实体特征区域进一步包括：

4.根据权利要求1所述的一种基于变构型点阵填充的结构件轻量化方法，其特征在于：所述步骤3具体包括如下步骤：

5.根据权利要求4所述的一种基于变构型点阵填充的结构件轻量化方法...

【技术特征摘要】

1.一种基于变构型点阵填充的结构件轻量化方法，其特征在于：该方法包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种基于变构型点阵填充的结构件轻量化方法，其特征在于：所述步骤1具体包括如下步骤：

3.根据权利要求2所述的一种基于变构型点阵填充的结构件轻量化方法，其特征在于：所述步骤1-2中将所述实际受力和变形数据小于所述预设受力和变形数据的区域划分为第二实体特征区域进一步包括：

4.根据权利要求1所述的一种基于变构型点阵填充的结构件轻量化方法，其特征在于：所述步骤3具体包括如下步骤：

5.根据权利要求4所述的一种基于变构型点阵填充的结构件轻量化方法，其特征在于：所述步骤3-2中四重旋转自支撑构型的所述点阵结构根据所述第二实体特征区域的薄壁空腔结构的实际情况确定填充层数，在薄壁空腔结构内进行多层排布，所述第二实体特征区域的薄壁空腔结构内的等效长度方向和宽度方向存在不同种类的点阵排布结构，在薄壁空腔结...

【专利技术属性】
技术研发人员：张海日，丁陵，张峰，孟文，卢红根，金志，
申请(专利权)人：南京晨光集团有限责任公司，
类型：发明
国别省市：