华中科技大学机械学院李好教授（图右）在指导学生。

    武汉晚报讯（记者李佳 通讯员武经宣）工业软件是我国高端制造业赢得全球竞争的关键，没有工业软件，就没有芯片、高铁、国产大飞机。近日，2024年大型工业软件“春雷大赛”首次在汉举办，华中科技大学团队利用工业软件设计了更轻巧的火箭级间段结构，一举摘得全国一等奖。

    据了解，该项赛事系我国工业软件应用领域的最高级别赛事之一，其中本届大赛主要面向高等院校学生，由中国航天科技集团有限公司一院一部联合相关国产工业软件厂家及第三方机构举办，赛题为“可重复使用航天运载器总体回路设计仿真”。

    “火箭要有足够的‘臂力’托举卫星或实验舱去往距离地球数百公里的近地轨道，实现轻量化和复用是关键，要求结构既轻巧又强而稳。”获得一等奖的华中科技大学“ETop”团队，由该校机械学院三名研究生王远韬、徐溢和袁嘉阳组成，三位教师李好、周颖、高亮担任指导老师。队长王远韬介绍，团队将拓扑优化方法运用到比赛解题中，设计出类似于树状分支的承载结构，实现了载荷的合理传递，避免结构应力集中和破坏。

    设计出的结构重量较赛题所规定的上限降低了超13%，仅为234.64千克，却能满足“800吨轴压载荷下无失稳”。简单来说，该结构能承受住800吨的轴向压力，仿佛100头成年大象叠站在一根杆子上，而杆子不会被压弯。

    减重为何重要？据相关资料，航天器每减重1千克，将增加1千克有效载荷；一艘中型远洋船舶每减重1千克，一年航行5000小时可节省燃油10千克。

    李好告诉记者：“实际情况是，往下减1克都很难，但服务国家发展战略，就必须‘锱铢必较’。”李好带领团队，运用拓扑优化的方法为航天航空整体结构减重，使结构设计从“画出来”变成“算出来”。

    “‘减重’只是目的之一，我们现在的研究亟待摆脱传统的人工画图过程，将算法集成到结构设计中，得到一个性能最优异的设计，去用更轻巧的办法解锁更复杂的工程问题。”李好介绍，此前，该研究团队已面向高端装备设计中曲面造型复杂等问题，开发出中国人自己的创新结构优化设计软件平台ETop，能缩短70%设计周期。同时，团队应用自主软件设计的结构也已应用于某型号遥感卫星支架、某型号飞机整体框梁结构、某型号航空发动机空心叶片等关键结构件设计中，不断支撑航空、航天、航海及能源等领域的多项国家重大装备的创新研发。