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摘要
针对四旋翼无人机实现轻量化和提升力学性能的需求，提出一种连续纤维增材制造工艺和拓扑优化构型设计相结合的方法。首先基于复合丝材制备工艺，以连续碳纤维为增强材料，短切碳纤维填充尼龙为基体材料，通过熔融沉积成型制得复合材料样件，研究成型方向、纤维分布区域和成型路径方式对样件力学性能影响，得到连续碳纤维复合材料的最佳工艺参数为平放打印、纤维层均匀间隔分布和0°成型路径。其次，利用拓扑优化技术对承载能力最弱工况下的四旋翼无人机重新设计，优化后模型的质量比优化前减轻了48%。再结合最佳工艺参数制备不同连续纤维体积分数的四旋翼无人机样件进行压缩性能测试，结果表明连续纤维体积分数为35%时，可在较低成本下提高样件的力学性能。
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