基于3D打印某发动机吊耳结构优化设计

郇光周 杨 琪 王梦楠

基于3D打印某发动机吊耳结构优化设计

郇光周 杨 琪 王梦楠

（西安航天三沃机电设备有限责任公司，西安 710025）

使用3D打印技术对某型号固体火箭发动机吊耳结构进行减重设计。首先利用有限元分析软件建立了吊耳结构的有限元模型，进行拓扑优化设计，得到吊耳结构的减重结构模型；然后分析吊耳结构的联接螺栓施加预紧力及拉力载荷，得到最适预紧力与拉力载荷组合，确定吊耳结构在工况载荷下的力学特性；再使用光敏树脂材料对优化后的吊耳结构模型进行3D打印；最后，施加预紧力及拉力载荷验证吊耳结构的实际承载能力并验证仿真模型的有效性。

吊耳结构；螺栓联接；预紧力；3D打印

1 引言

以某型号固体火箭发动机吊耳结构为应用背景，该零件在工作过程中需要承受外载荷，且外形尺寸受到弹总体要求等因素的限制，基于型号减重优化结构的研制需求，拟通过仿真优化尽可能提升结构的承载效率。同时使用增材制造技术实现吊耳结构，进一步达到减重优化的目的。

关于增材制造技术，国内外学者在航天航空领域做了相关内容的研究[1～9]，其中，3D打印技术及树脂材料具备原材料成本低、可加工复杂零部件及轻量化等优点，得到航天航空领域的广泛关注及研究应用。

本文应用有限元软件建立某型号固体火箭发动机吊耳结构的有限元模型，进行拓扑优化仿真模拟[10]，得到吊耳结构的优化模型，可确定吊耳结构的结构形式及尺寸；……