使用点阵结构代替实体材料对零件进行填充是实现零件轻量化的一种有效途径,能在保证零件强度、刚度以及相关物理性能不变的前提下获得较大的减重比。结合点阵结构的力学性能和制备工艺,论文提出了一种基于点阵结构填充的零件轻量化设计方法,着重解决利用点阵结构填充实现零件轻量化的过程中点阵结构力学性能评估和仿真分析等问题,构建了基于点阵结构填充的零件轻量化的设计方案。以导弹导引头伺服框架为研究对象,论文主要研究内容如下:(1)为解决传统方法的不足,提出了改进的基于点阵结构填充的零件轻量化设计方法,以导引头伺服框架为例给出了该方法的具体实施方案;(2)对导引头伺服框架进行工况分析和模态分析,得到框架的受力情况和固有振型,以此为指导对导引头伺服框架进行拓扑优化,得到框架的密度梯度图;(3)根据工况分析结果确定点阵结构的类型,根据拓扑优化结构确定点阵的相对密度,进而确定点阵结构的参数,将优选出的点阵结构制成标准试样进行材料力学试验,得到点阵结构的破坏模式和均匀化等效参数;(4)对点阵结构填充前后的伺服框架进行仿真分析,利用材料力学试验的结果,将伺服框架填入点阵结构位置等效为均匀实体材料,对比点阵结构填充前后伺服框架的耐冲击性和冲击载荷下的刚度;(5)在仿真分析符合要求的基础上,利用3D打印方法制造基于点阵结构填充的轻量化伺服框架,进行冲击试验,验证仿真分析结论的正确性。该方法可指导基于点阵结构填充的零件轻量化设计过程,缩短设计周期、减少工作量、降低成本。