利用SIMSOLID對固定翼飛機進行快速振動分析
用SIMSOLID對固定翼飛機進行快速的振動分析,文中所使用的的ssp文件如下所示,歡迎下載
幾何模型如圖1所示,可見這個模型是比較復雜的,細節較多,但在SIMSOLID中,可以利用其自動建立connection的功能,把幾何模型中一些因為小縫隙而沒有相連的部分連接起來,非常便捷。

圖一 飛機幾何模型
導入SIMSOLID后如圖2:

圖二 SIMSOLID中飛機幾何模型
設定材料為AL6061, 之后即可選擇“Analysis”中的”Modal”進行模態分析,這里我們想看其自由狀態下的模態,因此無需設定任何約束,直接計算前20階模態即可。如下圖所示,為前20階固有頻率,值得注意的是,因為我們沒有設定任何約束,因此前6階模態對應的是6個自由度方向上的剛體位移,因此其對應頻率為0,可以忽略不計,真正的一階模態是從第7行開始的,所以我們這是實際上得到的是前14階模態的固有頻率和振型。

所得前三階模態振型如下圖所示,其對應的固有頻率分別為39.0HZ, 81.9HZ, 144.1HZ.

一階模態
二階模態

三階模態
接下來進行頻響分析,選擇“Analysis”—“Dynamic”—“Frequency response”,頻響分析必須基于上一步模態分析的結果,因此在彈出的對話框中,可看到已經默認與上一步的模態分析link到了一起,如果我們做了不同條件下的模態分析,這時候就需要手動選擇一下了。在這里我們將頻率范圍設定為0-500HZ,瑞利阻尼系數設為0.05(鋁合金一般在0.03-0.05之間)。

接下來創建一個頻率幅值曲線,這里我們可以自己定義,也可以采用SIMSOLID中的一些標準圖形,輸入適當的數據即可。這里我們加載一個最簡單的均勻的幅值曲線,從0-500HZ其幅值均為1。

在機翼的一端施加集中力,該集中力大小為500N,豎直朝下,即沿著Y軸的負方向,因此設定時注意是-500N。在彈出的對話框中的time function一欄,默認的即為我們剛才建立的均勻的頻率幅值曲線。

直接點擊Run圖標即可開始計算,計算時間只需要短短幾秒鐘,計算結果如下圖所示:

可播放動畫查看不同頻率下對應的位移幅值。另外,也可以對飛機上任意一點查看其位移幅值隨著頻率的變化曲線,如下圖所示,在機翼上取了兩個點,point1和point2, 其中point1在機翼尖端,而point2在機翼根部。

point1和point2的幅值頻率響應曲線如下圖所示(為了看得更清晰,這里的Y 軸采用的對數坐標Log),可以看到不同位置的點的頻率響應是不一樣的,而這里的峰值頻率與模態分析中的固有頻率也息息相關,可以看到前面3個峰值與前三階固有頻率有著明顯的關聯,即大概在39HZ, 80HZ和144HZ左右,這是合理的。

為TA投票
工程師必備
- 項目客服
- 培訓客服
- 平臺客服
TOP




















