基于多尺度结构拓扑优化的无人机机臂设计方法研究

摘要

低空经济作为我国新质生产力的重要载体，其核心装备无人机的续航能力受机身重量的制约。无人机结构设计作为决定无人机性能、稳定性以及应用范畴的关键因素。合理的结构设计不但能够提升无人机的飞行性能，还能使其更好地适配各类复杂的应用场景，进而推动无人机技术在军事与民用领域的广泛应用。本文针对传统单尺度拓扑优化设计的局限性，提出了一种基于多尺度有限元法的无人机结构轻量化设计方法，通过构建宏观-细观协同优化模型，可实现结构件在保持稳定性和强度的前提下减轻重量，提高结构整体性能、降低成本的目的，多尺度结构拓扑优化可为无人机续航的提升提供新的发展路径。