通用航空与无人机学院 赵昂

本专利公开了一种基于多尺度有限元的变截面梁设计方法，通过“宏观网格划分 - 介观 RVE 建模 - 多尺度耦合 - 拓扑优化 - 迭代求解” 五步流程，解决传统单一尺度拓扑优化模型中单元多、耗时久、结果单一的问题。并实现了梁结构的轻量化和变截面设计。

该专利可应用于无人机机身与机臂的设计中，在保证无人机抗风载、承重刚度的同时，大幅减少材料用量，以实现机身的轻量化设计，且多尺度设计缩短优化周期，能够有效助力无人机提升续航能力与飞行稳定性，适配航拍、物流等多场景需求。

固定翼飞机机翼需平衡升力需求与结构强度，而传统机翼翼梁设计易出现翼根载荷集中、翼尖刚度不足的问题。本专利方法可通过对复合材料的多尺度优化，实现翼梁材料的按需分配，同时该方法也可用于固定翼飞机的机翼翼肋、机身桁条等的轻量化设计。该专利具有较高的应用价值和创新价值。