航空航天结构轻量化设计制造技术发展现状与挑战

廖文和1,2， 戴宁1 （1. 南京航空航天大学机电学院； 2. 南京理工大学机械工程学院）

摘要： 轻量化技术是指在满足结构性能需求的前提下，通过对材料、结构和制造工艺等方面的优化，减少结构质量的技术，已经成为新一代航空航天装备发展的关键技术之一。本文首先分析了轻量化技术的发展历程。其次，从设计原理、组成方式和优化方法角度，介绍了仿生结构设计、胞元结构设计和高效拓扑优化设计三类轻量化设计方法。然后，从轻量化制造工艺和模式的角度阐述了增材制造、协同制造和复合材料制造在航空航天结构轻量化制造中的应用。最后，讨论了轻量化技术面临的挑战和未来的发展。

关键词：轻量化设计；胞元结构设计；增材制造；复合材料制造