经典案例
  • 有限元分析在机械产品设计的应用
  • 汽车转向机构有限元分析与优化
  • 风力发电机主轴结构强度分析
  • 发动机连杆的强度分析与结构优化
  • 车辆传动轴的强度分析与方案改进
  • 摩托车车架的刚度及强度分析
  • 注塑模具机构强度分析及结构优化
  • 变速箱轴键强度校核及结构改进
  • 挖掘机铲斗有限元计算和强度分析

飞机装配型架有限元分析的参数化研究

发布于:2018-08-02 21:53
有限元分析

      飞机产品装配质量的高低直接影响最终飞机产品的质量,在装配过程中使用的装配型架对保证装配质量起着重要作用。飞机装配型架的一个重要技术指标是结构要有足够的刚度,以满足产品制造与安装的精度要求,保证产品装配协调与互换性。
      飞机装配型架的刚度主要是骨架的刚度。骨架结构设计的合理与否直接决定型架的刚度是否符合要求,目前国内航空业在设计装配型架时一般是设计人员凭借以往积累的设计经验和常识,根据具体的产品装配要求,运用CATIA、UG等三维App进行3D建模,然后再对3D模型运用有限元分析App进行分析,检验设计方案是否符合刚度要求,若不符合要求,则修改设计方案,再进行分析,直到符合要求为止。当型架结构相似(拓扑结构不变,只是结构尺寸不同时,仍然要对每个型架都按照设计3D模型一有限元分析一修改设计一有限元分析”的过程进行设计,在建模和有限元分析过程中进行了大量的重复性工作,影响型架设计的效率。
      型架骨架主要是由型材连接而成,所以把型架骨架按照梁特征进行分析。本研究在把型架骨架抽象为线框模型的基础上,提出基于层面分解驱动的型架有限元分析方法,首先对典型型架进行有限元分析,然后通过参数驱动典型型架得到相似型架,有限元分析结果自动同步更新,实现相似型架有限元分析的参数化。由于飞机装配型架骨架是由型材连接而成的,所以可把型材抽象为线段,进而把骨架抽象为线框模型。骨架线框的参数化驱动是相似型架有限元分析的基础,为了建立严格的线框模型以及设计快速合理的参数驱动算法,首先给出以下3个概念:
      a.参数驱动域。共享同一驱动主参数的骨架线框范围。
      b.结构面。按照骨架线框分布情况把线框划分到不同的平面内,此平面称为结构面,在结构面内的线框属于同一参数驱动域。
      线框中各线段间的参数关系无需专门建立,当在CATIA平台的Structure模块上运用此方法建立线框模型时,参数关系已经建立,建立线框时只需根据型架结构和驱动的要求安排U向、V向、W向的结构面数量,再对线段进行必要的修改即可。当进行驱动后,各参数关系依然存在。
      按照层面分解的概念,在设计型架骨架线框时首先考虑设计线框的相似重用性能,能方便对其进行驱动重用,适应不同产品对型架骨架的需求,从而得出参数驱动域;再考虑产品对型架的具体要求,把参数驱动域划分到不同的平面内,即设计结构面,这样把型架骨架线框进行了层面分解,对骨架线框的驱动实际就是对多个结构面间的距离尺寸进行驱动,避免了以往参数化过程中繁杂的数学关系式的处理,方便了参数关系的设计和参数模型的驱动。这样一方面可快速定型所需相似型架结构,另一方面可方便快速得到有限元分析结果,为结构设计的合理性提供依据。在对相似型架进行有限元分析时,只需驱动结构面,有限元分析的数据就会自动更新,得到新模型的分析数据,从而提高了分析效率。
      对型架骨架按照梁特征进行有限元分析,对相似型架,包括骨架结构相似、边界约束条件相似和作用力系相似,只需对一种典型型架骨架进行分析,其余相似型架骨架可对此典型型架骨架进行层面驱动,得到所需结构,边界约束条件和作用力系不作改动或者微作改动(比如当型架尺寸变大时,需要添加的地面支撑,这时需对边界条件微作改动),便可自动得到驱动后型架骨架有限元分析模型。
      型架骨架一般由型材(包括槽钢、方钢、工字钢)和管材(包括方管、圆管)连接而成,一般可作如下结构离散:(1)把每根型材按梁单元分析,并把型材抽象为线框结构;(2)骨架中各型材连接处简化为节点,根据连接处的实际构造,通常可以简化为刚接或铰接;(3)可适当忽略刚度较小的结构;(4)各型材的位置按其形心轴的位置确定,长度按线框结构中两节点间的距离确定。


                                                                                  专业从事机械产品设计│有限元分析│强度分析│结构优化│技术服务与解决方案
                                                                                                                                                      杭州小鱼儿科技有限企业
                                                                              本文出自杭州小鱼儿科技有限企业www.nataid.com,转载请注明出处和相关链接!
tag标签:
------分隔线----------------------------
------分隔线----------------------------
XML 地图 | Sitemap 地图