[發(fā)明專利]一種受限區(qū)域集中力擴(kuò)散結(jié)構(gòu)及其設(shè)計(jì)方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201811226719.1
• 申請日: 2018-10-22
• 公開（公告）號: CN109388894A
• 公開（公告）日: 2019-02-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王博;程耿東;吳會強(qiáng);張希;杜凱繁;郝鵬;王斌;石云峰;黃誠
• 申請（專利權(quán)）人: 大連理工大學(xué)
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50
• 代理公司: 大連理工大學(xué)專利中心 21200
• 代理人: 李曉亮;潘迅

1.一種受限區(qū)域集中力擴(kuò)散結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述的受限區(qū)域集中力擴(kuò)散結(jié)構(gòu)為軸對稱倒三角形結(jié)構(gòu)，其中部設(shè)有對稱軸，對稱軸兩側(cè)設(shè)有條帶狀肋條，在對稱軸與條帶狀肋條之間設(shè)有自下而上的多層級分叉結(jié)構(gòu)；集中力作用在擴(kuò)散結(jié)構(gòu)底端，在頂端分散均勻，應(yīng)用于運(yùn)載火箭捆綁結(jié)構(gòu)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種受限區(qū)域集中力擴(kuò)散結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述的受限區(qū)域集中力擴(kuò)散結(jié)構(gòu)的材料選用航天領(lǐng)域可焊性好的高強(qiáng)鋁合金板材，且使用前板材做預(yù)拉伸處理。

3.一種受限區(qū)域集中力擴(kuò)散結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)方法，其特征在于以下步驟：

1)通過連續(xù)體結(jié)構(gòu)拓?fù)鋬?yōu)化方法，確定集中力擴(kuò)散結(jié)構(gòu)的最佳傳力路徑，確保結(jié)構(gòu)基本剛度要求，提高集中力擴(kuò)散效率，得到設(shè)計(jì)域內(nèi)材料滿足剛度要求的主要分布形式，即該結(jié)構(gòu)材料分布的初始設(shè)計(jì)；

2)基于該初始設(shè)計(jì)，以連續(xù)體結(jié)構(gòu)拓?fù)鋬?yōu)化方法中的拓?fù)涮卣魈崛〉玫降哪Ｐ蜑槌跏紭?gòu)型，進(jìn)行形狀優(yōu)化設(shè)計(jì)，降低結(jié)構(gòu)最大Von-Mises應(yīng)力，得到清晰的滿足強(qiáng)度要求的軸對稱倒三角形結(jié)構(gòu)；

3)根據(jù)步驟2)得到的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)以及考慮多個性能指標(biāo)的參數(shù)優(yōu)化設(shè)計(jì)確定多層級分叉特征及軸對稱倒三角形結(jié)構(gòu)特征，具體為：以清晰結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的主要特征尺寸為變量，實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)的參數(shù)化建模；以集中力擴(kuò)散效率為目標(biāo)，以結(jié)構(gòu)最大應(yīng)力、重量和穩(wěn)定性為約束，進(jìn)行參數(shù)優(yōu)化，獲得最優(yōu)設(shè)計(jì)尺寸參數(shù)，最終完成受限區(qū)域集中力擴(kuò)散結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；所述的主要特征尺寸為對稱軸和肋條尺寸。