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用于地面振动试验（groundvibrationtest，GVT）的空气弹簧对承载能力、腔内工作压力、低频特性的要求非常高。针对该类空气弹簧低频特性，推导出其垂向频率近似表达式。通过对该表达式定性分析，发现空气弹簧垂向频率仅与其几何构型参数相关。利用Abaqus二次开发功能编写空气弹簧储气罐主腔体结构的参数化有限元模型，然后以其几何构型参数为设计变量，以空气弹簧低频特性、空气弹簧储气罐主腔体结构强度和刚度为约束，储气罐主腔体质量最小化为设计目标进行构型优化设计。结果表明优化后的结构的质量较初始设计有大幅降