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基于点阵结构的载荷安装支架优化设计研究

结构优化与结构行为分析 > 结构优化与拓扑优化

在复杂动态环境下条件下，载荷安装支架是保证电子设备正常工作的重要支撑结构。为使安装支架满足其自身强度刚度和组件减振等静动力学设计要求，同时使安装支架质量更轻，本文提出基于增材制造点阵夹芯的安装支架结构设计与优化方法。首先，建立安装支架-电子学系统组件系统的有限元模型，通过分析结构系统的随机振动响应和模态参与因子，分离出安装支架的固有频率作为动力约束。然后，以固有频率为约束、质量最小为目标开展点阵夹芯支架的优化设计研究，优化过程分为支架拓扑优化与优化重构、点阵拓扑优化和点阵尺寸优化三个阶段，进而求解得出满足静动态约束条件下的优化解。优化结果表明，优化后的支架-组件结构系统符合强度刚度要求，与传统工艺制造的安装支架相比大幅轻量化，验证了基于点阵结构的载荷安装支架优化方法的有效性。