改进NASA“牵牛星”登月车设计：应用优化技术进行结构减重并实现

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文章介绍了利用OptiStruct进行拓扑优化，同时进行尺寸和形状优化，达到最优的结构设计

登月车

  项目介绍

   Altair结构优化工具Optistruct为“牵牛星”登月车设计提供必要的概念设计思路，成功完成结构减重设计并达到预期设计目标。

   位于美国犹他州克利尔菲尔德的ATK航空航天公司是全球领先的飞行器设计制造公司。目前，该公司业务集中在复合材料结构的设计与制造。ATK为全球航空航天和国防企业提供飞行器设计和制造服务。

  挑战

   将ATK复合材料结构设计和加工经验融入“牵牛星”登月车的着陆模块设计中，使其满足以下要求：
   ●评估复合材料应用合理性
   ●优化结构形状
   ●满足设计要求
   ●减重

  解决方案

拓扑架构优化

优化流程

各向同性梁单元模型尺寸优化

包含复合材料壳单元模型的尺寸和形状优化

  结论
   重量没有显著改变的情况下满足所有设计要求（原始设计没有满足所有的计要求）：
   ●屈曲>屈曲容许值
   ●第一阶固有频率>频率容许值
   ●应变<应变容许值
   ●应力<应力容许值
   满足所有设计要求的情况下，优化后的复合材料结构设计方案实现了66%的结构减重。

优势
   ●最大程度简化研发流程
   ●优化技术缩短设计评估时间达40%以上