彭世冲

摘 要 为了满足飞机结构设计周期短、重量指标要求高的问题，在某飞机悬挂接头设计过程中，基于HyperMesh对其进行有限元建模。利用OptiStruct拓扑优化技术对该结构进行優化设计。通过优化得到了一种传力直接，重量较轻，材料分布合理的悬挂结构设计形式。另外，优化结果也表明，采用拓扑优化技术能够大大减少设计周期，并且在满足设计要求的前提下，实现飞机结构减重。

关键词 悬挂接头;OptiStruct;结构拓扑优化;轻量化技术

引言

轻量化设计在飞机结构设计中起着重要的应用。长期以来，飞机结构设计依靠传统设计经验以及各种试验数据的累积，不断通过设计迭代次数来实现，研制周期长、成本高，不易满足客户对研制周期及成本控制的要求。结构拓扑优化技术为实现这种设计提供了可能。

本文基于OptiStruct拓扑优化技术，对某飞机悬挂结构进行有限元模型构建，计算严重工况，拓扑优化计算。合理分布结构材料，降低结构应力水平，减小结构的位移变形，提高了结构的强度性能。通过分析验证确定更加合理的结构形式。结果表明该设计方法有效减少有效了设计迭代次数，节省了研制周期及成本。

1 有限元模型

以副翼悬挂接头设计为例，此悬挂接头是用于连接机翼后梁与副翼的连接件，其一端固接于后梁伸出支臂，一端通过轴连接副翼。副翼需在一定角度范围内上下摆动，并要限制横向移动，故耳片上用轴承与副翼连接，见图1。为了确保得到精确的计算结果，在建立计算模型时仔细考虑了外载荷、边界约束、网格划分等各因素。……