[發明專利]一種受限區域集中力擴散結構及其設計方法

在審

• 申請號: 201811226719.1
• 申請日: 2018-10-22
• 公開（公告）號: CN109388894A
• 公開（公告）日: 2019-02-26
• 發明（設計）人: 王博;程耿東;吳會強;張希;杜凱繁;郝鵬;王斌;石云峰;黃誠
• 申請（專利權）人: 大連理工大學
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50
• 代理公司: 大連理工大學專利中心 21200
• 代理人: 李曉亮;潘迅

1.一種受限區域集中力擴散結構，其特征在于，所述的受限區域集中力擴散結構為軸對稱倒三角形結構，其中部設有對稱軸，對稱軸兩側設有條帶狀肋條，在對稱軸與條帶狀肋條之間設有自下而上的多層級分叉結構；集中力作用在擴散結構底端，在頂端分散均勻，應用于運載火箭捆綁結構。

2.根據權利要求1所述的一種受限區域集中力擴散結構，其特征在于，所述的受限區域集中力擴散結構的材料選用航天領域可焊性好的高強鋁合金板材，且使用前板材做預拉伸處理。

3.一種受限區域集中力擴散結構的設計方法，其特征在于以下步驟：

1)通過連續體結構拓撲優化方法，確定集中力擴散結構的最佳傳力路徑，確保結構基本剛度要求，提高集中力擴散效率，得到設計域內材料滿足剛度要求的主要分布形式，即該結構材料分布的初始設計；

2)基于該初始設計，以連續體結構拓撲優化方法中的拓撲特征提取得到的模型為初始構型，進行形狀優化設計，降低結構最大Von-Mises應力，得到清晰的滿足強度要求的軸對稱倒三角形結構；

3)根據步驟2)得到的結構設計以及考慮多個性能指標的參數優化設計確定多層級分叉特征及軸對稱倒三角形結構特征，具體為：以清晰結構設計的主要特征尺寸為變量，實現結構的參數化建模；以集中力擴散效率為目標，以結構最大應力、重量和穩定性為約束，進行參數優化，獲得最優設計尺寸參數，最終完成受限區域集中力擴散結構設計；所述的主要特征尺寸為對稱軸和肋條尺寸。