拓扑优化ULA支架壳墙轻量化承载结构

　　该结构主要应用于航天运载装备的ULA支架连接部位，承担箭体内部组件与主承力结构之间的载荷传递作用，在发射阶段的过载、振动工况下，需要同时满足承载刚度与重量控制的双重严苛要求，是航天结构件轻量化设计的典型落地结构。设计阶段以传统实体支架的受力云图为基础，剔除所有低应力区域的冗余材料，采用壳体加内部晶格墙的复合承力构型，替代原有的实心铣削结构，在保证各安装点位连接刚度、整体抗形变能力满足设计阈值的前提下，将整体结构质量控制在27.7克，较传统同载荷等级的实体支架减重幅度超过60%，大幅降低箭体结构的无效载荷占比。从结构构型来看，外部采用变厚度曲面壳体作为主承力轮廓，适配相邻组件的安装避让边界，壳体厚度根据不同区域的应力水平做梯度变化，

　　高应力连接区域适当加厚，低应力覆盖区域做减薄处理；内部的放射状晶格墙结构沿主载荷传递路径排布，将中心安装孔的受力均匀分散到周边的连接点位，同时晶格结构的连续曲面过渡设计，能够有效避免应力集中问题，降低交变载荷下的疲劳失效风险。安装边界方面，结构预留的中心安装孔与周边连接位的尺寸公差适配标准航天紧固件的装配要求，外轮廓完全避让周边管路、线缆的敷设空间，不需要对原有周边组件做结构修改即可完成替换装配，适配现有ULA支架的整体安装接口。这类拓扑优化加晶格填充的结构设计思路，同样可以迁移到航空、高端装备领域的其他承载支架设计中，在满足结构强度、安装适配性的前提下最大化实现结构减重，对于载荷重量敏感的装备场景具备很高的参考价值，结构的受力路径排布、壁厚梯度设置、晶格构型选择，都可以作为同类轻量化结构设计的建模参考，帮助结构设计人员快速掌握拓扑优化结果的工程化落地方法，避免优化后结构出现工艺性差、安装干涉、局部刚度不足等实际应用问题。