近年来随着国际环境的变化,海洋领域的发展越来越重要,我国一直致力于打造“蓝水海军”,加强海上军事实力,保护我国海洋权益和海洋安全。各国为了应对日益多元化的海洋安全威胁,在海洋装备上的投入越来越大。通过对世界军事强国海军舰船的维护保障系统研究可以发现,目前国外已经把增材制造技术应用于舰船零件的维修和保障,以及舰载武器装备的制造和再制造,有效的降低了零件的制造成本,实现舰船在远洋作战时多种零部件的快速制造和失效零部件的即时更换。与此同时,增材制造技术的应用大幅度降低了舰载备品备件的总量和重量,极大地提高了舰船的机动性和海军的战斗力。本文采用有限元方法模拟分析了航母舰载机的着舰过程,获得了舰载机起落架减震支柱的瞬态冲击载荷,在此基础上采用拓扑优化方法研究了基于增材制造工艺的减震支柱结构的轻量化设计问题,最终采用拓扑优化技术与空间点阵结构实现了减震支柱的轻量化设计。分析起落架着舰时的工作环境,对舰载机起落架进行建模,并对起落架进行碰撞模拟,得到了起落架在着舰时减震支柱所受到的最大载荷。然后对减震支柱结构进行轻量化研究,分析了对称约束、单元尺寸、惩罚系数和体积约束等因素对拓扑优化结果的影响。经过分析后得到,采用对称约束、最小单元尺寸取48mm、惩罚系数取1.5、体积约束为40%时,所得到的拓扑优化结果具有良好的性能。经过拓扑优化后,得到了减震支柱的最优结构,完成初步的概念设计,并对拓扑优化后的结构进行几何重构。并且在增材制造的背景下,对减震支柱进行多孔结构设计,包括规则多孔结构和非规则多孔结构设计,并研究多孔结构的尺寸对减震支柱的影响。本文最后对优化后的结果与优化前进行对比,减震支柱受到的最大应力与优化前相比应力下降16.67%,减震支柱设计区域质量下降18%。对多孔结构进行增材制造成形仿真,得到多孔结构的变形和最大应力。并对多孔结构进行热处理,得到多孔结构的变形和最大应力明显下降。并对优化前后减震支柱进行了振动模态分析。