拓扑优化GE喷气发动机金属支架

该作品为面向航空喷气发动机配套的承力支架三维设计方案，整体采用金属质感的高强度合金材质设定，通过三维建模软件完成全参数化结构搭建，结合拓扑优化算法完成核心构型的迭代生成。建模阶段首先明确支架的安装边界条件，确定四角的安装孔位为固定约束区域，中部承载区域为载荷施加面，在保证安装接口尺寸完全匹配装机要求的前提下，以最小化结构质量为优化目标，以结构刚度、屈服强度满足航空级载荷要求为约束条件，通过多轮拓扑迭代计算去除非承力区域的冗余材料。最终生成的结构呈现出流畅的有机承力构型，多组弧形加强筋沿载荷传递路径连续分布，既避免了传统直角结构带来的应力集中问题，又最大化提升了材料的利用效率。渲染阶段采用金属磨砂材质，模拟航空用高强度钛合金或高温合金的表面质感，通过环境光遮蔽效果清晰展现结构的镂空区域与筋条过渡细节，光影下可直观观察到各承力路径的厚度变化与曲面过渡。结构细节上，四个安装孔位保留了足够的安装接触面厚度，孔周做了局部加厚处理以分散安装锁紧时的压应力，中部的镂空区域经过圆角过渡处理，避免加工与使用过程中出现裂纹萌生点，整体结构在完成73%减重的前提下，依然可满足发动机运行过程中的振动、冲击与静载承力要求，质量仅为541.4克，充分展现了拓扑优化技术在航空零部件轻量化设计中的应用价值，为同类承力构件的轻量化设计提供了可参考的构型思路。