航天航空行業(yè)的CAE解決方案

飛機(jī)一般由機(jī)翼、機(jī)身、起落架和飛機(jī)操作系統(tǒng)組成，其結(jié)構(gòu)受力復(fù)雜。傳統(tǒng)的航天飛機(jī)設(shè)計(jì)及加工都是根據(jù)二維工程圖樣來完成的，加工出的產(chǎn)品數(shù)據(jù)精度不高，往往要不斷地修改產(chǎn)品設(shè)計(jì)，所以它的研發(fā)周期長、成本高。

隨著大量工程應(yīng)用軟件的投入使用，CAE可以對飛機(jī)的各大部件如機(jī)身、機(jī)翼、舵面、發(fā)動(dòng)機(jī)短艙、氣密艙、起落架等進(jìn)行常規(guī)的結(jié)構(gòu)分析、熱分析、動(dòng)力分析等，而且還能進(jìn)行流體－固體耦合、熱－結(jié)構(gòu)耦合、氣動(dòng)分析，完全能滿足飛機(jī)設(shè)計(jì)中對有限元分析的需求。

通過有限元分析，能提前找到結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的規(guī)律、避免設(shè)計(jì)缺陷，以減少實(shí)驗(yàn)的次數(shù)，這樣能大大縮短了產(chǎn)品研發(fā)周期，提高了產(chǎn)品設(shè)計(jì)的準(zhǔn)確性，大大降低產(chǎn)品開發(fā)和設(shè)計(jì)成本。

1.飛行器總體

· 飛行器頻率和振動(dòng)分析

檢測飛行器自由振動(dòng)時(shí)的圓頻率，準(zhǔn)確計(jì)算出飛行器在各種條件下的固有頻率和固有振型。

· 線性和非線性靜態(tài)和瞬態(tài)應(yīng)力

精確計(jì)算飛行器在線性和非線性情況下的靜態(tài)和瞬態(tài)的應(yīng)力，確保飛行器的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。

· 失穩(wěn)分析

分析飛行器在經(jīng)受任意微小外界干擾后，能否恢復(fù)初始平衡狀態(tài)，以研究結(jié)構(gòu)穩(wěn)定防止不穩(wěn)定平衡狀態(tài)的發(fā)生。

· 鳥撞分析

模擬飛鳥撞擊飛機(jī)器后發(fā)生的結(jié)構(gòu)變形和破裂，以及后續(xù)的結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)響應(yīng)。

· 飛行器總體氣動(dòng)性能分析

分析飛行器在飛行狀態(tài)下所受到的升力、阻力、力的方向、大小與其本身的截面、長度、推力、穩(wěn)定性等。

2.機(jī)身、艙段和機(jī)翼

· 機(jī)身機(jī)翼等靜力分析

在靜載荷的情況下觀察機(jī)身機(jī)翼等的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，剛度，應(yīng)力等。

· 動(dòng)力響應(yīng)分析

對機(jī)身、艙體、機(jī)翼等的模態(tài)、振動(dòng)、抖振進(jìn)行分析，確保機(jī)體結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。

· 縫翼滑軌模型裝配件分析

分析在結(jié)構(gòu)受載過程中，哪一個(gè)或哪些滾輪和滑輪發(fā)生接觸，從而為其提供邊界約束。

· 中外翼對接帶板分析

中外翼對接帶板屬于疲勞薄弱部位，對該部位的疲勞壽命作出合理的估算，需對該部位的應(yīng)力分布進(jìn)行準(zhǔn)確的計(jì)算。

· 復(fù)合材料水平尾翼強(qiáng)度分析

用復(fù)合材料對水平尾翼進(jìn)行建模，然后分析其結(jié)構(gòu)特性和力學(xué)性能。

 3.起落架

· 多體動(dòng)力學(xué)分析

對起落架展開時(shí)的運(yùn)動(dòng)協(xié)調(diào)性，連接部位的反力計(jì)算，部件級的應(yīng)力分析，著陸時(shí)的動(dòng)力學(xué)分析， 零部件的大變形進(jìn)行分析

· 部件級靜力分析

對起落架多重機(jī)械結(jié)構(gòu)，多個(gè)組件和多種工況提取相互作用力進(jìn)行分析

· 部件級動(dòng)力分析

對起落架的接觸非線性，材料非線性，幾何非線性進(jìn)行分析。

4.航空發(fā)動(dòng)機(jī)

· 軸系彈塑性、靜動(dòng)力分析、疲勞分析、優(yōu)化設(shè)計(jì)

對航空發(fā)動(dòng)機(jī)的軸系進(jìn)行一系列的分析來計(jì)算高應(yīng)力區(qū)域，確保發(fā)動(dòng)機(jī)的可靠性

· 盤系的靜力計(jì)算、模態(tài)計(jì)算和動(dòng)力響應(yīng)計(jì)算

對盤系承受的主要載荷如機(jī)動(dòng)載荷，氣動(dòng)載荷進(jìn)行分析并通過彈塑性、粘塑性分析進(jìn)行盤系的靜力計(jì)算和模態(tài)計(jì)算。

· 葉片模態(tài)計(jì)算、動(dòng)力響應(yīng)計(jì)算、熱疲勞分析

對葉片在工作時(shí)受到的氣動(dòng)力，交變力，熱載荷，隨機(jī)載荷，旋轉(zhuǎn)引起的離心載荷進(jìn)行分析。

· 發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)匣載荷分析、疲勞變形分析

對發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)匣受到的氣動(dòng)載荷，溫度載荷，地面吊用載荷以及隨機(jī)振動(dòng)進(jìn)行分析，并針對多次運(yùn)行后的疲勞變形進(jìn)行分析。

· 發(fā)動(dòng)機(jī)鳥撞分析

對發(fā)動(dòng)機(jī)在運(yùn)行工程中受到鳥類的沖擊后的一系列反應(yīng)進(jìn)行分析。

5.衛(wèi)星設(shè)計(jì)

· 衛(wèi)星設(shè)計(jì)

對衛(wèi)星的總體動(dòng)力學(xué)、組件級的應(yīng)力析、太陽能電池板的機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)及沖擊跌落進(jìn)行分析，完善衛(wèi)星的整體設(shè)計(jì)。

· 衛(wèi)星的模擬動(dòng)力學(xué)分析

可以解決大型復(fù)雜有限元模型的模態(tài)，定義動(dòng)力學(xué)環(huán)境，輸出多個(gè)響應(yīng)，對響應(yīng)后的顯示進(jìn)行后處理。

· 電池組托架的應(yīng)力分析

對多靜態(tài)載荷的工況以及可能出現(xiàn)的非線性情況進(jìn)行有效處理，分析電池組托架的具體應(yīng)力分布。

· 太陽能電池板的展開分析

對電池板展開引起的力和應(yīng)力進(jìn)行分析，對電池板的柔性進(jìn)行分析。

· 返回艙的設(shè)計(jì)

對返回艙的整個(gè)流程進(jìn)行分析，在前后分析的交接中，完全采用真實(shí)模型，保留前期工作，快速進(jìn)行下一步分析，讓分析有效可靠。