航空电机壳体轻量化结构优化与静力学仿真
时间:2026-09-11 作者:阳辉,方洋洋,雷振平
【摘要】针对传统航空电机壳体普遍采用大安全系数厚壁保守设计,存在结构冗余过剩、材料利用率低、整机惯量大、动态响应差等工程问题,本文开展了厚壁回转壳体轻量化优化研究。以某型一体式航空密闭电机壳体为研究对象,在严格保证全部装配接口、法兰尺寸、孔位精度及零件互换性不变的约束下,将壳体圆柱段壁厚由8.5mm减薄至4.5mm,搭配网格交错加强筋结构实现刚度补偿。基于 ANSYS Workbench 有限元平台,复现电机内部 0.1MPa 密闭气压真实服役工况,完成优化前后静力学性能对比仿真。结果表明:优化结构整体减重24.3%,轻量化效果显著;最大等效应力小幅升至 3.42MPa,远低于材料屈服极限,强度储备充足;最大弹性变形 0.00226mm,满足航空精密装配精度要求。该优化方案工艺兼容性强、装机互换性好,可为航空同类厚壁回转构件轻量化改造与刚度匹配设计提供工程参考。
关键词:航空电机;壳体;厚壁结构;轻量化;加强筋;有限元