文章标题：基于拓扑优化和尺寸优化的水下耐压球壳轻量化设计

文章作者：高原, 黄进浩, 王永军, 李飞
关 键 字：耐压球壳;轻量化;拓扑优化;尺寸优化
文章摘要：大深度载人潜水器往往采用开孔耐压球壳作为其主要的承压结构，球壳开孔加强结构的优化设计，对减轻球壳重量，提高球壳承载能力具有重要意义。本文介绍拓扑优化的方法以及耐压球壳优化设计的基本流程，以4 500 m耐压球壳为研究对象，基于 Hyperworks和Workbench软件，建立了耐压球壳的有限元模型，进行静力分析，并根据结果对球壳的开孔加强结构进行拓扑优化和尺寸优化，得到最优的加强形式。优化结果表明，优化后的耐压球壳的刚度和承载能力得到显著提高。