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首届“航天运载器结构设设大赛”试题
/show.php?id=246
附件2：参赛题目（以下两题任意选择其中一题参赛）
注：两题完成后形成报告请发送至如下两个指定邮箱：
王博：wangbo@
曾杜鹃：cengdj04@
报告包括如下内容：
简述结构设计思路、方法；
结构设计方案描述、结构设计图、工艺性说明，能准确说明设计意图即可；
分析过程与结论。
题1：集中力扩散结构优化设计
如下图所示的平板结构，宽800mm，高600mm，厚20mm，左右两端受对称约束（UX=0、ROTY=0、ROTZ=0），上端固支，下端仅限制法向位移（UZ=0）。平板下端中央部位120*20mm区域内承受200MPa的均匀压力。已知平板材料为铝合金，弹性模量E=70GPa，泊松比v=0.3，屈服极限280MPa，密度2.8(103kg/m3。
结构设计要求如下：
1）除图中顶端20mm高度区域外其余部分为可设计区，结构保留质量不超过可设计区域的30%；
2）平板上端Y向的最大应力最小化；
3）结构不得发生屈服和任何形式的失稳；
4）设计方案结构简练合理，满足机加工生产工艺要求。
题2：承外压回转体结构设计
如图2.1示意回转体结构，外形尺寸要求为端面直径(2000mm，总高600mm。已知结构材料为铝合金，弹性模量E=70GPa，泊松比v=0.3，屈服极限280MPa，密度2.8(103kg/m3。固支约束结构端面，外表面承受1.0MPa的气压载荷。
图2.1 回转体示意
图2.2 回转体截面可设计区域
结构设计要求如下：
回转体截面可设计区域如图2.2阴影部分所示；
回转体形式不限，可为圆球壳、椭球壳、三心底或其它创新形式；
结构形式不限，可为光壳、环肋壳、网格加筋壳或其它创新结构；
结构不得进入屈服和任何形式的失稳；
结构沿回转体轴向的最大位移不大于3mm；
结构满足铸造生产工艺要求；
计算结果应合理考虑工程经验修正；
在满足以上所有要求的基础上质量最轻。
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