轻量化GE喷气发动机支架优化设计

本作品为面向航空动力配套的喷气发动机支架优化设计方案，依托三维建模软件完成全参数化结构搭建，全程围绕结构减重与力学性能平衡的核心目标开展迭代设计。建模阶段首先梳理发动机支架的核心安装约束，明确支架与发动机本体、安装基座的对接孔位坐标、载荷传递路径，以初始实体结构为基础开展拓扑优化计算，在保证安装接口尺寸完全匹配、装配公差符合航空零部件设计要求的前提下，逐步剔除低应力区域的冗余材料。模型结构设计上，主体采用一体化成型的承力构型，顶部设置两组同轴吊耳式安装环，环面做加厚处理以承接发动机运行过程中的交变振动载荷，环体与底部安装基面之间通过渐变式流线型筋条完成力流传递，筋条截面采用变厚度设计，在主承力路径上保留足够的材料厚度，非主承力区域开设异形减重空腔，既避免应力集中问题，又最大化削减结构自重。材质表现上，渲染阶段选用航空常用高强度铝合金材质参数，调整金属材质的粗糙度、反射率与环境光遮蔽参数，还原金属机加工后的细腻哑光金属质感，对安装孔、棱边等位置做微小倒角处理，还原实际加工工艺的细节特征，搭配渐变灰色背景与柔和影棚光照，通过多角度渲染充分展示支架的整体构型、筋条布局与减重空腔的结构细节。设计过程中经过多轮仿真校验，最终实现整体结构减重幅度达67.2%，优化后最终单件重量控制在0.671千克，在大幅降低自重的同时，完全满足发动机运行工况下的静载荷、动载荷与疲劳寿命要求，可适配对应型号喷气发动机的安装固定需求，兼顾轻量化与结构可靠性，为航空动力部件的支架优化设计提供了可参考的实践方案。