赵立杰, 田孟伟, 李景奎

(1.沈阳航空航天大学辽宁省通用航空研究院, 沈阳 110136； 2.沈阳航空航天大学民用航空学院, 沈阳 110136)

随着中国经济的发展对民航运输和通用航空的需求日益增长,新能源电动飞机的出现为航空的彻底绿色化提供了一条光明的技术途径[1]。而针对中国水域众多和土地紧张的国情,发展各种性能优良的水上电动飞机将有广阔的市场[2]。浮筒以及所连的支撑结构作为水上飞机的主要承力结构,在飞机水上降落时会承受巨大冲击载荷,可靠性良好的起落装置对飞机的安全性能有着更好的保障。在概念设计初期,满足传力要求的最优路径是首要任务。

现有拓扑优化的结构参数化和理论研究较多,结构设计方面的应用研究较少。在桁架研究方面多体现在形状优化和尺寸优化,与较高层次的拓扑优化结合较少。Assimi等[3]采用MATLAB开发的改进遗传算法,对平面桁架结构的形状、尺寸和拓扑结构进行优化,使桁架总质量最小。邱福生等[4]针对机翼在实际应用中的气动-结构耦合问题,开发了一种在机翼翼型表面直接加载气动载荷的三维拓扑优化方法。赵立杰等[5]利用对机翼前后缘柔性支撑结构进行了拓扑优化设计。戴一范等[6]以某空间设备支撑结构为例,分析结构材料在设计空间的分布形式和桁架结构的传力路径,获得满足要求的空间桁架结构并进行优化设计。徐皓等[7]基于优化驱动设计的思想,提出了一种分步结构优化方法,应用于卫星的支撑腿结构设计中,实现了多目标的形状尺寸优化方案。……