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航天航空行业的CAE解决方案

飞机一般由机翼、机身、起落架和飞机操作系统组成,其结构受力复杂。传统的航天飞机设计及加工都是根据二维工程图样来完成的,加工出的产品数据精度不高,往往要不断地修改产品设计,所以它的研发周期长、成本高。

随着大量工程应用软件的投入使用,CAE可以对飞机的各大部件如机身、机翼、舵面、发动机短舱、气密舱、起落架等进行常规的结构分析、热分析、动力分析等,而且还能进行流体-固体耦合、热-结构耦合、气动分析,完全能满足飞机设计中对有限元分析的需求。

通过有限元分析,能提前找到结构设计的规律、避免设计缺陷,以减少实验的次数,这样能大大缩短了产品研发周期,提高了产品设计的准确性,大大降低产品开发和设计成本。

1.飞行器总体

· 飞行器频率和振动分析

检测飞行器自由振动时的圆频率,准确计算出飞行器在各种条件下的固有频率和固有振型。

· 线性和非线性静态和瞬态应力

精确计算飞行器在线性和非线性情况下的静态和瞬态的应力,确保飞行器的结构强度。

· 失稳分析

分析飞行器在经受任意微小外界干扰后,能否恢复初始平衡状态,以研究结构稳定防止不稳定平衡状态的发生。

· 鸟撞分析

模拟飞鸟撞击飞机器后发生的结构变形和破裂,以及后续的结构动态响应。

· 飞行器总体气动性能分析

分析飞行器在飞行状态下所受到的升力、阻力、力的方向、大小与其本身的截面、长度、推力、稳定性等。

     

 

2.机身、舱段和机翼

· 机身机翼等静力分析

在静载荷的情况下观察机身机翼等的结构强度,刚度,应力等。

· 动力响应分析

对机身、舱体、机翼等的模态、振动、抖振进行分析,确保机体结构强度。

· 缝翼滑轨模型装配件分析

分析在结构受载过程中,哪一个或哪些滚轮和滑轮发生接触,从而为其提供边界约束。


· 中外翼对接带板分析

中外翼对接带板属于疲劳薄弱部位,对该部位的疲劳寿命作出合理的估算,需对该部位的应力分布进行准确的计算。

· 复合材料水平尾翼强度分析

用复合材料对水平尾翼进行建模,然后分析其结构特性和力学性能。


 3.起落架

· 多体动力学分析

对起落架展开时的运动协调性,连接部位的反力计算,部件级的应力分析,着陆时的动力学分析, 零部件的大变形进行分析


· 部件级静力分析

对起落架多重机械结构,多个组件和多种工况提取相互作用力进行分析

 

· 部件级动力分析

对起落架的接触非线性,材料非线性,几何非线性进行分析。

 

 

4.航空发动机

· 轴系弹塑性、静动力分析、疲劳分析、优化设计

对航空发动机的轴系进行一系列的分析来计算高应力区域,确保发动机的可靠性


· 盘系的静力计算、模态计算和动力响应计算

对盘系承受的主要载荷如机动载荷,气动载荷进行分析并通过弹塑性、粘塑性分析进行盘系的静力计算和模态计算。

· 叶片模态计算、动力响应计算、热疲劳分析

对叶片在工作时受到的气动力,交变力,热载荷,随机载荷,旋转引起的离心载荷进行分析。

· 发动机机匣载荷分析、疲劳变形分析

对发动机机匣受到的气动载荷,温度载荷,地面吊用载荷以及随机振动进行分析,并针对多次运行后的疲劳变形进行分析。

· 发动机鸟撞分析

对发动机在运行工程中受到鸟类的冲击后的一系列反应进行分析。

5.卫星设计

· 卫星设计

对卫星的总体动力学、组件级的应力析、太阳能电池板的机构运动及冲击跌落进行分析,完善卫星的整体设计。

· 卫星的模拟动力学分析

可以解决大型复杂有限元模型的模态,定义动力学环境,输出多个响应,对响应后的显示进行后处理。

· 电池组托架的应力分析

对多静态载荷的工况以及可能出现的非线性情况进行有效处理,分析电池组托架的具体应力分布。


· 太阳能电池板的展开分析

对电池板展开引起的力和应力进行分析,对电池板的柔性进行分析。


· 返回舱的设计

对返回舱的整个流程进行分析,在前后分析的交接中,完全采用真实模型,保留前期工作,快速进行下一步分析,让分析有效可靠。


使用软件:

    Abaqus

    Hypermesh