航空航天行業仿真咨詢與專業定制開發

安世亞太

2019年11月27日 15:11

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航空航天作為高端制造業的代表，其產品研制過程是一個復雜的系統工程，具有周期長，費用高的特點。本期為大家介紹安世亞太航空航天行業仿真專業咨詢與定制開發方案。

1、航空領域服務方向

安世中德面向國內外的航空、航天企業，提供全方位的仿真咨詢服務，面向飛機、航空發動機、火箭、導彈等工業品的仿真應用和服務積累了豐富的成果和經驗。

面向工業品領域：航空航天相關的飛機、航空發動機、衛星、飛船、導彈、火箭、液體發動機、固體發動機、發射車、控制（電子）設備。

咨詢技術專題：結構強度、剛度、穩定性、結構動力學、噪聲、轉子動力學、復合材料、疲勞壽命、損傷容限、氣動設計、燃燒、熱及溫度場、多場耦合、設計優化、制造工藝等

2、航空航天典型咨詢項目與專業系統列表

3、專業系統-飛機細節結構壽命設計系統

壽命是飛機結構非常重要的一項指標，按照傳統的靜強度設計、疲勞試驗定壽的模式，無法滿足新型飛機壽命設計的研制要求，必須采用疲勞/耐久性/損傷容限設計，通過控制應力水平、改善結構細節設計、減少應力集中、進而保證結構足夠壽命，并滿足飛機結構的壽命指標要求。

搭建面向所有結構設計人員、全設計周期、含各類軟件工具集成工作環境的飛機結構壽命細節優化設計系統，實現飛機結構分析/優化輔流程模型的統一與傳承，并伴隨結構主流程逐級成熟，最終憑借壽命設計系統，將壽命設計要求和指標在各個設計階段貫徹實施，將飛機結構壽命真正設計出來。

飛機結構壽命細化優化設計系統根據飛機結構在不同設計階段基于壽命要求的結構設計任務要求，提供從建模、分析到壽命評估與優化的全過程的支持，使得設計人員可以根據設計任務要求，快速完成設計到分析、分析到設計的循環與迭代，進而實現逐步逼近設計指標的目的。

飛機不同設計階段的壽命設計流程及壽命設計應用過程集成

4、專業系統-民用大涵道比發動機零部件強度設計專用模塊

根據民用發動機關鍵零部件強度設計的任務需求，開發民用發動機零部件強度設計專用模塊，基于ANSYS軟件，運用Microsoft Visual Studio、matlab、UPFS、TCL/TK等編程和二次開發技術，進行復雜薄壁葉柵（如聯裝靜子葉片）結構的氣動載荷-強度設計數據轉換接口和高精度插值算法研究、低壓渦lunpan（敏感詞只能拼音）及葉片的循環對稱應變能提取的技術研究和程序開發，解決民用發動機關鍵零部件強度設計的計算精度和技術手段困難。

Kriging插值結果循環對稱結構模態應變能

5、專業系統-火箭總體結構有限元快速建模與分析計算系統開發

火箭總體結構有限元分析系統通過梳理設計流程，集成設計流程中的各個工具軟件，導通CAD與CAE軟件之間的數據流，進而提高航天產品的數字化設計/分析的效率和能力，實現資源利用的最優化，提高資源利用效率和計算效率。

該系統具體功能及特點：按照應用邏輯采用樹狀組織結構；幾何參數、材料參數和網格參數整合在統一界面內；五種桁條截面定義、三種中間框截面定義；自動完成模型裝配并給出模型關鍵信息；支持靜力、特征值屈曲、后屈曲三種分析工況；自動生成計算報告。

系統功能結構樹及系統應用環境

6、專業系統-導彈設計過程集成及分布式優化設計軟件系統

根據產品設計的初始總體設計參數及指標體系，進行指標的逐級細化，建立戰略導彈總體設計的指標樹，將指標樹中的指標與集成參數完成映射，并利用指標監控系統動態監控總體關鍵性能指標的完成情況，實現總體設計各個專業的狀態監控，協同設計。

系統框架及應用環境

7、專業系統-航空發動機熱分析計算系統

航空發動機熱分析體系復雜，涉及多種程序和算法，在分析計算過程中會產生大量的數據，且數據傳遞相當頻繁，而熱分析數據之間的傳遞基本上通過手工方式，效率低，缺乏統一的仿真工程環境對熱分析專用計算程序、仿真分析數據和仿真過程進行高效的集成管理。

以ANSYS軟件為平臺，通過二次開發，構建面向航空發動機的熱分析環境和專用模塊：實現仿真模型處理；定制熱分析仿真流程完成穩態/瞬態非熱平衡計算、穩態/瞬態熱平衡計算、考慮蒸發熱的穩態/瞬態熱平衡計算及變形分析；集成自有專用程序完成加載和求解；定制后處理系統，自動生成分析報告。

通過該系統，實現了通用程序的工程化和專業化，降低了軟件的使用難度，實現了多種熱分析程序的集成和各程序間數據的有效傳遞和管理，規范了熱分析的計算流程。以此為基礎，形成了較為完善的熱分析體系和統一的應用環境。

航空發動機熱分析計算系統的功能框架及應用環境

8、專業系統-導彈發動機藥柱完整性評判分析系統

開發了藥柱完整性評判分析的各種模板，用戶在各個模板的引導下快速完成整個仿真流程，包括：模型總體設置模板、材料屬性定義模板、網格模型生成模板、固化降溫分析（瞬態）設置模板、固化降溫分析（穩態）設置模板、彈體發射分析設置模板、漸壓過程分析設置模板、后處理以及仿真報告自動生成模板，通過這些模板的開發，規范了藥柱完整性評判分析的完整應用流程，集成了分析計算的經驗。

藥柱完整性評判分析系統應用界面

9、專業系統-大型客機數字化維修系統

針對民用飛機維修資料查詢繁瑣、維修任務管理困難等問題，開展維修數字化輔助工具和應用技術研究，完成數字化維修系統拓展功能及模塊開發的開發，結合成熟的民機型號進行綜合驗證與應用，提升民機的工程技術服務能力。

整合維修手冊及相關資料，提高查詢效率

建立手冊與三維模型的管理，實現手冊與三維的交互應用

提供三維模型交互，直觀查看維修記錄

提供遠程交流平臺，便于維修現場的信息反饋

數字化維修系統應用界面

10、專業系統-Airbus機身結構非線性極限載荷“虛擬測試分析系統”ViTAL

基于ANSYS APDL參數化建模語言為空客公司定制開發的針對客機機身蒙皮板的“全非線性”快速分析系統，可對帶加強筋的機身板快速建立全參數化的非線性分析模型，快速進行多種載荷狀態下的極限失效行為模擬，方便地進行參數化研究。

ViTAL能提供與空客公司的“剪切壓力測試”、“框架彎曲測試”等完全一致的邊界條件，完整考慮構件間的鉚接、焊接、固連、粘接等各種連接技術，以及多種非線性材料和疊層材料（如AL-GFRP、CFRP等），各種力和位移控制的載荷等。

機身結構非線性極限載荷分析與計算

11、飛機接頭有限元分析計算

接頭是飛機結構中重要的傳力零件，飛機各個連接部位的集中載荷主要依靠接頭傳遞，接頭破壞是引起飛機結構失效的最常見根源。整體接頭的有限元計算和強度分析，是比較典型的靜力分析問題，該項目對接頭耳片結構計算的單元類型與網格尺寸、邊界條件、載荷、非線性材料因素、非線性接觸分析等技術細節進行了深入研究，并與試驗結果進行對比分析。