轻量化GE发动机支架结构设计

本作品为面向航空发动机配套的支架类承载构件，采用NX三维建模软件完成全参数化设计，整体围绕轻量化与高承载性能的平衡需求展开设计。建模阶段首先梳理支架的安装接口约束，明确六个安装孔位的相对位置、孔径公差与配合要求，以安装基准面为草图基准绘制主体轮廓，通过拉伸、拔模、倒圆角等基础特征搭建主体毛坯结构，再针对非承载区域进行材料去除的拓扑优化设计，最终实现79%的减重比例，在保证结构刚度与强度的前提下大幅降低构件自重。模型渲染阶段采用哑光金属材质模拟航空铝合金的表面质感，通过环境光遮蔽效果清晰呈现加强筋的过渡圆角、安装凸台的厚度变化、铰接耳板的同轴度结构，多角度展示构件的细节特征。结构设计上，主体采用弧形变截面主梁设计，分散安装点的集中应力，在主梁与铰接耳板的连接处设置渐变式加强筋，避免应力集中导致的疲劳失效；所有安装孔位均设计有增厚凸台，提升螺纹连接的局部强度，铰接耳板采用双支耳平行布局，保证与配套部件连接的同轴度与抗剪切能力。设计过程中重点考量了构件的受力工况，针对发动机运行过程中的振动载荷、冲击载荷进行结构强化，去除的材料均为低应力区域，既控制了整体重量，又保留了核心承载路径的材料分布，所有棱边均做圆角过渡处理，避免加工过程中的应力集中与锐边划伤，同时适配铸造或增材制造的工艺要求，减少后续加工的工序复杂度。模型完整还原了优化后的支架结构，清晰展示了轻量化设计的材料分布逻辑，可作为同类承载支架拓扑优化设计的参考案例，帮助设计人员理解支架类构件在减重与性能平衡上的设计思路，掌握从接口约束梳理、主体建模、拓扑优化到细节工艺处理的完整设计流程。