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高体份SiC/Al复合材料空间相机框架的拓扑优化设计

李畅 何欣 刘强

李畅, 何欣, 刘强. 高体份SiC/Al复合材料空间相机框架的拓扑优化设计[J]. 红外与激光工程, 2014, 43(8): 2526-2531.
引用本文: 李畅, 何欣, 刘强. 高体份SiC/Al复合材料空间相机框架的拓扑优化设计[J]. 红外与激光工程, 2014, 43(8): 2526-2531.
Li Chang, He Xin, Liu Qiang. Design and topology optimization of space camera frame fabricated by high volume fraction SiC/Al composite material[J]. Infrared and Laser Engineering, 2014, 43(8): 2526-2531.
Citation: Li Chang, He Xin, Liu Qiang. Design and topology optimization of space camera frame fabricated by high volume fraction SiC/Al composite material[J]. Infrared and Laser Engineering, 2014, 43(8): 2526-2531.

高体份SiC/Al复合材料空间相机框架的拓扑优化设计

基金项目: 

中国科学院长春光学精密机械与物理研究所创新工程(ZJ99130B)

详细信息
    作者简介:

    李畅(1988- ),男,博士生,主要从事空间相机结构设计方面的研究。Email:lichangnuaa@qq.com

  • 中图分类号: TH164

Design and topology optimization of space camera frame fabricated by high volume fraction SiC/Al composite material

  • 摘要: 为了提高空间相机在力/热双重环境条件下的系统稳定性,同时能够实现系统的轻量化目标,在某型空间相机的研制过程中选用了具有高比刚度和热稳定性的高体份SiC/Al复合材料。采用整体式框架结构,将基于变密度法的连续体结构拓扑优化方法应用到相机框架结构的初始设计中,通过设定相应的约束条件和目标函数,进行迭代求解,得到了相机框架分别在X、Y、Z三个方向重力作用下的结构拓扑优化结果,结合工艺要求,最终确定了空间相机框架的设计方案。通过与对比方案比较发现,经过拓扑优化所得到的框架结构在结构刚度及轻量化率上都有明显提高,实现了空间相机框架高刚度、轻量化的设计目标。
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出版历程
  • 收稿日期:  2013-12-07
  • 修回日期:  2014-01-06
  • 刊出日期:  2014-08-25

高体份SiC/Al复合材料空间相机框架的拓扑优化设计

    作者简介:

    李畅(1988- ),男,博士生,主要从事空间相机结构设计方面的研究。Email:lichangnuaa@qq.com

基金项目:

中国科学院长春光学精密机械与物理研究所创新工程(ZJ99130B)

  • 中图分类号: TH164

摘要: 为了提高空间相机在力/热双重环境条件下的系统稳定性,同时能够实现系统的轻量化目标,在某型空间相机的研制过程中选用了具有高比刚度和热稳定性的高体份SiC/Al复合材料。采用整体式框架结构,将基于变密度法的连续体结构拓扑优化方法应用到相机框架结构的初始设计中,通过设定相应的约束条件和目标函数,进行迭代求解,得到了相机框架分别在X、Y、Z三个方向重力作用下的结构拓扑优化结果,结合工艺要求,最终确定了空间相机框架的设计方案。通过与对比方案比较发现,经过拓扑优化所得到的框架结构在结构刚度及轻量化率上都有明显提高,实现了空间相机框架高刚度、轻量化的设计目标。

English Abstract

参考文献 (45)

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