孙延超，李 军，韩世东，李彦君

（南京理工大学机械工程学院，南京 210094）

0 引言

回转箱体是火箭发射装置中主要的支承和传力部件，既要支承箱体内的传动部件，又要承受俯仰体由于燃气射流作用产生的冲击载荷[1]。其结构的刚强度是影响火箭发射装置可靠性与射击精度的重要因素。同时，回转箱体又是火箭发射装置中最具减重潜力的部件之一。基于传统保守设计理念设计出的结构刚强度安全系数偏大，增加了回转体质量，对发射装置回转机的机动性造成一定影响。在保证结构足够刚强度的条件下，尽量减小回转箱体质量，将有效改善火箭发射装置的整体性能。

文中将针对回转箱体最为恶劣的四种典型发射工况，采用基于变密度法的拓扑优化技术，对回转箱体进行结构优化，获得回转箱体的最优拓扑结构。在拓扑优化的基础上对回转箱体结构进行二次设计以及刚强度分析。

1 载荷工况分析

图1 发射装置整体结构

回转箱体通过耳轴与俯仰体连接，通过立轴与底座连接，箱体内装有电机、减速器等传动部件。回转箱体在火箭发射时所受的载荷分为静载荷与动载荷，静载荷为俯仰体以及传动部件自身重力及重力矩，动载荷为燃气射流冲击所造成的，燃气射流对发射装置的冲击力由俯仰体通过耳轴传递至回转箱体，再由回转箱体的立轴传递至底座。为明确说明四种典型发射工况，将发射装置的定向管、回转箱体的耳轴分别编号，发射装置整体结构如图1所示，回转箱体如图2所示。……