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复合材料在B787型飞机非线性有限元分析-正脉科工CAE分析培训机构

 
 

复合材料在B787型飞机非线性有限元分析

作者:管理员    发布于:2013-05-14 08:56:58    文字:【】【】【
摘要: 先进的设计和制作技术为产品性能的改善提供了可能,其中,新式材料和产品性命周期管理(PLM)是两大关键因素。复合材料在B787型飞机(图1)上的大量应用,从而萌生了新的技术挑战:材料潜在新性能的开发和新式测试技术的实行和新式剖析技术的应用。

一、引言

  先进的设计和制作技术为产品性能的改善提供了可能,其中,新式材料和产品性命周期管理(PLM)是两大关键因素。复合材料在B787型飞机(图1)上的大量应用,从而萌生了新的技术挑战:材料潜在新性能的开发和新式测试技术的实行和新式剖析技术的应用。
  Dassault Systemes的产品性命周期管理工具:CATIA,ENQVIA和DELMIA等,在波音企业787的开发过程中,达成达全面的应用,从而实行了设 计、剖析、制作的紧急集成和数据共享。在全相关性的基础上,利用CATIA V5实行了强大的产品工程。CATIA V5提供了一个完备的剖析和设计集成平台。该平台上还可运行高级剖析软件。CATIA V5系统本身提供了线性有限元剖析的工具,而AFC ( ABAQUS For CATIA)则扩展了CATIA的有限元剖析功能(波音企业用ABAL}US施行非线性有限元剖析)。AFC可运行在V5线性剖析板块之上,且实行了与 V5背景的无缝集成。

  二、剖析范例

  从略单的纯一零件,到复杂的机身装配体结构,都归属剖析板型的范围(图2和图3)。以下绍介三类有限元剖析的案例。
  1、纯一零件案例:门掣的极限荷重剖析

  门掣的实体网格可由CATIA自带的网格生成器来半自动生成,该网格生成器内植于GPS(创成式零件结构剖析)工具中,具备稳健强力等特点。非线性剖析的条件可以经过AF施行定义,由ABAQ US来实行。
  2、机械装配体剖析范例:起伏架装配体

  和上节相同,起伏架装配体(图6)的网格划分同等可由内植于GPS工具的网格生成器半自动完成,零件间的配合关系可经过VS自带的GAS(创成式装配结构剖析)工具定义。非线性剖析的条件可由AFC定义,用ABAQUS来实行。
  3、机械装配体剖析范例:机身源面装配体

  机身装配体(图8)的网格划分可经过VS自带的网格生成工具FMS (FEM曲面)完成。生成囫囵装配体的网格(图9)只消大约1 钟头左右。蒙皮与筋板/框架的之间的固定连署,采用协调网格的形式来施行接合,利用FMS工具可以一次性地的开创。
  利用AFC叠层( layup)工具和壳属性添加工具给复合材料添加各种属性。荷重和边界条件可直接在几何板型上定义,这种全相关性使形成快速的设计—剖析闭环成为可能。

  非线性有限元剖析可以经过ABAQUS软件完成,图12是机身源面的过屈变形图。
  三、.结论

  利用CATIA V5剖析工具和AFC可以切实管用地施行B787结构剖析。以下是一个简单的比较:

  前办理时间。

  使役CATIA V5前:以天计算。

  使役CATIA V5后:以钟头计算。

  使役全相关性功能然后的交互运算可在数分钟内完成。

  节约时间的关紧性。

  多次的设计方案的剖析均可以在预定的时间内完成。

  普通来讲,设计一剖析的迭代次数越多,则结果越精密设计就越优秀。

  对千波音来讲,需要多次设计—剖析。

  现下的限止因素,已不再是开创网格的时间,而是CPU的速度和性能。

 
 
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