陆正超

增材制造工艺突破传统切削、铸锻成型约束后，拓扑优化得到充分落地空间，金属打印构件天然存在微观层级不均与力学各向异性，常规均匀材料假设下的轻量化设计会和实际构件受力表现产生明显偏差。本文以 SLM 成型 316L 不锈钢空间结构节点为研究载体，改进 SIMP 与 BESO 拓扑优化算法的参数自适应迭代逻辑，结合不同热处理工艺调控材料内部晶粒、熔池缺陷分布，把材料正交各向异性弹性参数嵌入结构多尺度优化流程，完成杆件尺寸分级优化与节点拓扑构型协同求解，开展多工况下结构抗冲击数值模拟与力学试验观测，梳理材料微观组织、拓扑构型特征、整体抗冲击承载能力三者之间的耦合关联，完善适配增材制造工艺的轻量化一体化设计路径，弥补现有优化设计忽略打印成型本征材料特性带来的性能预估偏差。

增材制造；拓扑优化；轻量化；各向异性；抗冲击性能

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