轻量化无支撑GE喷气发动机支架结构

该作品为面向增材制造工艺优化的喷气发动机支架结构，建模阶段围绕3D打印无支撑成型的核心需求展开拓扑优化设计，在保障结构力学性能满足航空部件载荷要求的前提下，实现了77.9%的体重减少，大幅降低了航空部件的自重负载。建模过程中对所有成型面的角度进行了精准管控，将所有悬垂结构的最低角度控制在35度地平线以上，仅销孔位置因装配功能需求保留了极小角度的特殊结构，从设计源头消除了打印过程中额外支撑材料的使用需求，省去了打印后手动研磨去除支撑的工序，既降低了后处理的人工成本，也避免了支撑去除过程中对零件表面精度、结构强度造成的损伤。结构设计上采用一体化框架式承载构型，主体承力路径做了连续的变截面过渡处理，配合内部仿生格栅式加强筋结构，在削减材料用量的同时保障了支架的抗扭、抗弯载荷能力，两端的安装孔位做了同轴度公差预留，孔位周边做了局部加厚处理来分散安装锁紧时的应力集中，避免长期受载出现孔位开裂的问题。渲染阶段采用哑光碳纤维质感的复合材料材质表现，还原3D打印成品的表面肌理，搭配柔和的侧方打光突出结构的棱线过渡与内部加强筋的细节，清晰展现无支撑结构的成型特征。整体设计思路跳出了传统减材制造的结构设计逻辑，完全围绕增材制造的工艺特性做正向设计，在满足发动机支架安装定位、载荷承载核心功能的基础上，兼顾了成型效率、后处理成本与轻量化需求，为航空类承载部件的增材制造正向设计提供了可参考的优化方向，其角度管控、拓扑减重、应力分散的设计逻辑也可迁移至其他对自重、成型精度有高要求的机械承载结构设计中。