郑昌隆，丁晓红，沈 洪，赵利娟

（1.上海交通大学机械与动力工程学院，上海 200240；2.上海理工大学机械工程学院，上海 200093；3.上海云天联合发展有限公司，上海 201109）

0 引言

未来飞行器设计追求更短的设计周期，而舵面作为弹体的重要部件，是飞行器主要承力部件之一，需要具有良好的气动性能，并满足重量轻、承载大等结构设计要求，以保证在各种使用环境下正常工作［1］。目前，在工程上常采用调整配重和改变舵轴等方法来提高舵面力学性能，针对不同型号，需要不断校验结构并更新设计方案，耗费大量时间精力，且可能引起飞行器总体指标性能的下降［2-4］。

结构拓扑优化是用于结构概念设计阶段的一种优化设计技术，能在给定的设计空间、支撑条件、承载条件和工艺设计要求下，确定结构材料的最优分布形式，同时使结构的某些性能达到最优［5］。近年来，相关研究人员将拓扑优化技术引入到了舵面骨架设计中［6-7］，显著提升了舵面结构性能及设计效率。但基于变密度法优化所得的舵面骨架构型较为复杂，制造难度很大，限制了其在舵面结构设计中的应用。而作为一种新兴仿生拓扑优化设计方法，自适应成长法使用梁单元、壳单元来模拟加强筋，并在优化过程中不断“生长”“分歧”“退化”，逐渐获得最优的加强筋拓扑结构。相较于以单元密度为设计变量的变密度法，自适应成长法具有优化效率高、优化结果清晰、可制造性强等优点，近年来被广泛运用于板壳结构加筋静动态优化设计［8-13］及三维箱体结构加筋静力学优化设计中［14-15］。……