根據(jù)Topology優(yōu)化結(jié)果，結(jié)合三維建模軟件CATIA對支架幾何模型進(jìn)行修改，改進(jìn)后的模型如圖9所示。

圖9 幾何模型

4.1 有限元模型

    采用點四面體單元Tet4對幾何模型進(jìn)行網(wǎng)格劃分，平均單元尺寸為4mm。根據(jù)初次分析結(jié)果，對應(yīng)力較大部位進(jìn)行網(wǎng)格細(xì)化，單元尺寸為2mm。整個模型的單元數(shù)為221691，節(jié)點數(shù)為21405。有限元模型如圖10所示。

圖10 有限元模型

    其余諸如材料屬性、約束與載荷等參數(shù)設(shè)置均與原始模型此工作狀態(tài)下相同，因為模型發(fā)生改變，仍把約束與載荷施加部位標(biāo)示出來，如圖9所示。

4.2 計算結(jié)果

    應(yīng)用RADIOSS進(jìn)行求解，優(yōu)化后支架整體應(yīng)力分布情況如圖11所示，支架上最大應(yīng)力為15.3MPa，如圖11中紅色圓圈所示，圖12是其局部應(yīng)力放大云圖；支架上最大變形為0.007mm，發(fā)生部位如圖13所示。

圖11 整體應(yīng)力云圖

圖12 局部應(yīng)力云圖

圖13 變形云圖

5 結(jié)論

    1優(yōu)化后的支架其最大變形為0.007mm，雖較優(yōu)化前增大，但仍能滿足材料的剛度設(shè)計要求；其應(yīng)力最大值由原來的21.6MPa降低為15.3MPa，降低了約29.2%；其重量也由原來的3.46Kg減少到2.88Kg，降低了約16.8%，節(jié)約了制造成本，增強(qiáng)了作戰(zhàn)的機(jī)動性，這對于航空產(chǎn)品來說，意義十分重大。

    2優(yōu)化前的結(jié)構(gòu)有的部位應(yīng)力很大，有的部位應(yīng)力卻很小，應(yīng)力分布不均；優(yōu)化后的結(jié)構(gòu)應(yīng)力分布比較均勻，這說明，優(yōu)化后的結(jié)構(gòu)其材料分布與結(jié)構(gòu)中應(yīng)力流的走向吻合較好，材料得到了充分的利用。