飛機結構部件的案例
看空客如何探索用3D打印來加強飛機機身結構部件
現代飛機的機身外殼由剛性框架和蒙皮組成，剛性框架通常包括根據機身橫截面的形狀彎曲成圓周方向的一系列框架和連接到框架的多個縱向縱梁組成。而隨著3D打印技術的發展，在優化這些剛性框架的重量與剛性方面有了新的探索空間。
實心與網狀的結合
典型的機身在縱向上被分成所謂的框架站，每個框架站包含一個由幾個框架段構成的框架。通常，4到8個這樣的框架段在圓周方向上連接在一起以形成一個框架。存在具有不同橫截面形狀的各種類型的框架，通常這些框架在輥軋成形工藝中由金屬板形成。
空客的一個構思是形成在某種程度上以開放的網狀結構為特征的結構部件，以成本有效的方式減小通用結構部件的重量，同時保持部件的足夠剛性。至少一個加強部分為剛性網格部分，而至少一個加強部分形成為實心部分。
可以根據結構部件的特定區域中的預期載荷情況來優化網格部分的配置和形成：以固體方式形成結構部件的負載受影響區域或高應力部分，而在負荷較小的區域中，結構部件可以包含有輕質網格。例如，金屬網比金屬板輕得多，并且具有一定的剛度。這種網狀結構部件可以節省重量和燃料，因此可以幫助降低制造和運營成本。
利用現代計算方法，例如拓撲優化，可以預先確定結構部件的預期應力載荷，并且結果可以用于優化實心部分和網格部分的配置，以實現剛度與重量的最佳平衡。
結構部件可以由金屬整體形成，通過AM-增材制造工藝，可以以相對簡單的方式生產高度復雜的二維或三維金屬部件，這是整體形成由實心和網格部分組成的結構部件的可行方式。原則上，AM工藝也可用于加工復合材料從而形成整體結構部件，例如碳纖維增強復合材料。
除了碳纖維增強復合材料，結構部件可以基本上由鋁或鈦形成。鋁合金由于其耐用性和可靠性而廣泛用于飛機制造中。
展開 談談飛機結構細節應力分析技術 附實用飛機結構應力分析及尺寸設計下載
下載地址：實用飛機結構應力分析及尺寸設計
飛機結構分析—如何實施飛機結構全局仿真過程（附文檔）
飛機結構分析：如何實施飛機結構全局仿真過程
端到端的飛機結構開發流程使飛機結構設計過程更加高效
飛機制造項目往往大量延誤，造成高達50%的成本超支。這些延誤不僅造成數百萬美元的資金消耗，還造成數十億美元的違約金。飛機60%的一次性費用花費在飛機結構開發方面，任何結構開發流程的改進都會帶來重大影響。
通過使用飛機結構工程和分析的端到端過程，在整個產品生命周期充分利用仿真功能，制造商已經能夠及時、以可預測的性能提供創新產品。此過程使得制造商能夠：
縮短模型準備時間
減少設計-分析迭代
評估不同學科之間的取舍
簡化及時交付并提高設計質量
微信掃碼回復「結構」
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以下為部分截取
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展開 Abaqus在飛機零部件加工領域應用
FormingFX模塊
成型過程(如殘余應力等)極大影響結構后繼分析,如碰撞,疲勞壽命分析等，航空零部件中存在大量的鈑金件，成型后的部件存在顯著的硬化、局部變薄和殘余應力等，考慮成型過程的影響，從而使結構分析更符合實際物理現象。
目前存在多種有效的仿真工具可以分別模擬鈑金成型和結構分析，幾乎沒有工具可以無縫集成鈑金成型和結構分析(即在結構分析中考慮成型的影響)，通常,成型分析需要非常精細的網格，而后繼結構分析則使用相對較粗糙網格，成型仿真和結構分析（碰撞、疲勞壽命分析、NVH分析等）往往是利用許多不同類型的軟件實現，這就涉及到數據的共享和重復利用，從工程應用角度，各種不同類型的軟件必然會使用不同的網格密度，網格形狀和單元積分公式。
FormingFX模塊采用高效，健壯的搜索算法和映射技術，可以將保存在Abaqus ODB或DYNAIN文件（源文件）中的成型結果映射到結構分析文件中，源文件中讀出成型分析結果，然后寫入結構分析文件（Abaqus inp文件） 。
結果映射—等效塑性應變
高速加工
隨著現代飛機高速、高機動性能要求的不斷提高，飛機的結構設計發生了較大的變化。從零件結構上看，為了減輕重量，提高飛機的結構強度和機動性能，新一代戰機盡可能地采用整體結構設計。由于整體結構構件復雜，形狀精度要求很高，其制造過程中最突出問題之一是存在加工變形。引起加工變形的原因很多，其中過大的切削力將直接影響加工工藝系統的變形、刀具磨損、加工精度和加工質量等是引起加工變形的重要因素之一。
展開 
飛機零部件加工過程工藝仿真
飛機零部件加工過程工藝仿真(1).pdf
飛機零部件加工過程工藝仿真.pdf
飛機也有生老病死！談談飛機結構的疲勞與腐蝕
舊式軍用飛機的結構安排簡單、寬松，少有無法檢查的區域，縱然有疲勞或腐蝕，經由擇要檢修后很容易發現并排除，因此不至于對機隊安全造成困擾。
現代軍用飛機結構復雜，裝備安排非常緊密，在提升維修效率的考慮下，擇要檢修也逐漸被機隊管理所取代，依據單機追蹤分析結果決定定期檢查的位置與檢查時距，如果某些重要結構件因此完全沒有檢查，就會有潛在飛行安全風險，美國空軍F-15C事件就是教訓。
現行最佳方式是在機上安裝傳感器，即時探測并回報機上發生的疲勞與腐蝕損傷，老飛機的結構安全將更有保障。只是目前的傳感器僅能追蹤疲勞及異電位腐蝕損傷，且飛機會延長使用年限通常是因為經費拮據，這種方式與節省經費的初衷背道而馳，要獲得實行并不容易。
本文來自：空軍之翼、應力與變形控
展開 某型飛機的某零部件優化設計分析
運用AltairHyperWorks強大的結構優化功能對某型飛機的一個重要零部件進行有限元優化設計,軟件采用AltairHyperWorks和catia,優化方法采用拓撲優化。通過對優化結果分析、簡化和再設計,結果表明,去掉該零部件的局部材料,該零部件的剛度增加,重量減輕,應力基本沒有變化。
點評:
某型飛機的某零部件優化設計分析.PDF
設計仿真 | 生產制造中飛機零部件翻轉裝置的優化設計
馬來西亞復合材料技術研究有限公司（CTRM）是全球復合材料航空結構供應鏈的一部分，為世界上主要的商用飛機制造商提供服務。該公司在航空航天和復合材料工業中發揮著戰略作用，并將其業務多元化到復合材料飛機內飾、飛機座椅和運輸領域。
2024
工業挑戰
作為生產過程的一部分，CTRM需要對制造的每個部件進行徹底的物理測試，以確保它們符合嚴格的標準。對于由復合材料制成的部件來說尤其如此。為了確保測試過程極其細致和準確，每個部件都需要從所有可能的角度進行所要求的掃描測試。這意味著每個部件都需要有180度的翻轉、旋轉等，以確保掃描機器能夠掃描該部件的任何部分，并確保所有數據和測量都被捕獲和記錄。
翻轉這些部件非常具有挑戰性，尤其是因為其中一些部件，例如飛機風扇罩，可能重達70公斤。因此，即使是部署了五個人來翻轉這些部件，如圖1，翻轉操作也并不容易。
圖1 將大型復合材料零件翻轉180°
此外，手動翻轉操作也可能會損壞產品，因為它可能被撞倒或碰觸和劃傷表面，從而損壞零件。由于這些零件不是按人體工程學來設計的，在很大程度上是笨重的，不容易被抓握或翻轉。然而，在將每個部件發送給OEM之前，對其進行測試和認證又是至關重要的。
該公司希望通過設計一種翻轉裝置來實現翻轉過程的機械化，該翻轉裝置可根據測試要求來翻轉測試部件。
2024
解決方案
系統及所有程序安裝完成后進行開發環境設置：
進入Dytran Explorer界面，點擊Tools下的Options按鈕，進入選項窗口，設置編譯環境所需的組件路徑。
設計團隊首先嘗試使用通用的開源軟件來設計一個翻轉裝置，雖然該軟件只有一些基本功能來實現設計概念，但它在一些方面存在不足。
展開 OptiStruct拓撲優化在飛機零部件疊層制造中的應用
行業：航空航天
挑戰：如何降低零部件的重量
Altair 解決方案：利用 OptiStruct 進行拓撲優化
優點：節省了 64%的材料 ；減少應力的同時提升強度 ； 大幅度降低成本
背景介紹
金屬的疊層制造 （Additive Layer Manufacturing, ALM）是在飛機結構研發早期 階段使用的一種零件加工的新型技術。ALM的優勢體現在生產部件的設計靈活性、較 低的材料浪費、低生產成本等，尤其針對那些難以加工的硬質材料。
設計靈活性使得ALM成為拓撲優化的完美應用。在應用時，拓撲優化的形狀可以 被保持，最終的質量和結構屬性也更加接近那些優化得到的形狀。
EADS創新中心在TSB的資助下，與工業界和學術界共同合作進行AVLAM項目的 開發，來探索能否為航空航天業制造出優化的ALM零件，達到技術和商業的可行性。 作為試驗，他們使用了HyperWorks的拓撲優化工具OptiStruct軟件，來為空客A320的 零件進行優化，進而推廣應用于其它的航空結構。
圖 1：空客A320 原機艙鉸鏈支架（后）優化設計ALM制造后形狀（前）
挑戰
ALM 是一種新興的制造技術，它基于相對靈活的設計約束限制，通過優化設計達 到顯著降低零件重量的目標。
ALM 制造的成本獨立于零件的復雜度，所以這是一個良性循環，即通過優化設計 節省了零件的材料用量，從而降低成本。
展開 FDM技術，3D打印的內飾部件要裝上飛機了
該計劃將著重于制定3D打印流程和飛機內飾生產的標準。
阿提哈德航空工程公司工程，設計與創新副總裁Berhard Randerath評論道：“阿提哈德航空工程公司和BigRep公司共同致力于將3D打印的機艙部件投入生產，與我們的合作伙伴一起?！?“我們的目標是為機艙部件啟用3D打印技術 - 將其應用于新飛機計劃或更新裝置 - 為我們的客戶提供創新和智能解決方案?！?無獨有偶，南極熊剛剛報道，芬蘭航空公司為其A320飛機增加了一項重要的客艙功能，在例行升級中，航空公司在機艙安裝了3D打印的隔板。該隔板比使用傳統方法制造的要輕15％，而且工藝流程簡單，無需模具，生產速度更快。
下一代飛機內飾
3D打印巨頭Stratasys近年來在航空航天領域取得了重大進展。除與空客公司合作外，該公司還簽署了諒解備忘錄，并與新加坡的飛機維修公司新航工程公司簽署了合資協議。
美國跨國航空航天公司波音公司在競爭中不甘示弱，同時也展示了一項重大投資，以推動3D打印的采用，特別是在金屬AM領域。
與此同時，阿提哈德航空公司通過與Strata制造公司和西門子公司的合作，發布了其3D打印內飾的發展方向，生產塑料電視環繞安裝在座椅后方。
通過與BigRep合作，阿聯酋的國旗航空公司和第二大航空公司計劃大幅度擴大其飛機內飾部件目錄。
關鍵材料開發
阿提哈德航空工程公司將在飛機機艙生命周期管理方面的經驗提供創新設計，BigRep將利用其工業3D打印硬件，軟件，材料和服務專業知識幫助阿提哈德“成為數字化制造市場的全球領導者?！?航空航天級3D打印聚合物已被確定為合作伙伴開發的關鍵領域。 因此，合作公司將共同努力，以滿足EASA和FAA的規范。
BigRep與德國化學巨頭巴斯夫的合作伙伴關系很可能在材料開發中扮演重要角色。
展開 Abaqus在飛機起落架機構運動及零部件分析中應用
在飛機設計里，起落裝置的設計是十分重要的環節，為了保證飛機的安全起飛、著落，要求起落架具有足夠的強度、剛度與沖擊性能。為了使飛行器離地后具有良好的性能，還要求起落架應足夠的輕。
可以運用Abaqus的多種單元對起落架進行靜力分析、動力響應分析，飛機著陸過程是典型的沖擊類問題，Abaqus/Standard是最優秀的隱式求解器模塊，可以求解系統級的非線性結構靜力學問題，Abaqus/Explicit是目前最好的顯式求解器模塊，可以求解瞬態動力沖擊仿真程序，可對著陸過程進行沖擊分析、機構運動分析、失穩分析、損傷容限分析，從而實現對起落架的優化設計。
起落架在載荷上要承受強沖擊載荷，在結構上又有高阻尼緩沖元件，因此起落架的分析是高度非線性分析，Abaqus的連接器單元（滑動、摩擦、阻尼、彈簧組合）可方便地模擬多種阻尼緩沖件的靜、動力特性，因此在起落架的分析中可以考慮進所有的主要因素。
由于Abaqus軟件集線性和非線性靜力學和動力學、機構運動分析和瞬態分析于一體，因此可以實現起落架的統一有限元分析解決方案
…………
Abaqus在飛機起落架機構運動及零部件分析中應用.pdf
展開 
用3D打印機搞定的部件來裝配飛機，你還敢坐嗎？
當你下次登上飛機時，很有可能飛機上的某些部件是用3D打印機打印出來的。
世界頂尖的航空公司正在增加他們的3D打印機的使用頻度，以便能加快飛機制造過程，節省資金，使飛機的燃料使用量降至最低水平。
3D打印機可以幫助波音(BA)和空客(EADSF)減少大量的訂單積壓。同時，利用這種打印機也有能力生產出比傳統方法更好的零部件。
空客首席技術官格拉齊亞維塔蒂尼對美國有線電視新聞網(CNN)表示:“這項技術讓我們能夠制造飛機使用的更復雜部件，而這種復雜部件往往通過標準切割是無法實現的。”
2014年，首架使用3D打印機制造部件的空客飛機已經飛抵藍天。部件是一個小型鈦支架，是用來固定飛機重型發動機塔架的一部分。
現在，這項技術對于飛機制造商來說是一個至關重要的工具，這些制造商正在競相滿足對新飛機飛速增長的需求。
如何使用3D打印機制造飛機部件
3D打印機一層一層地沉積材料來創建一個實體。塑料是最常用的材料，但是用鈦、不銹鋼、陶瓷和沙子來印刷越來越受歡迎。
這種技術也被稱為“加法制造”，它被廣泛應用于制造原型、個性化物品和小批量產品，否則這些產品將需要模具或專用機器。
對于飛機制造商及其供應商來說，3D打印有助于減少對昂貴工具和鑄件的需求。
展開 依靠離子推進：首架無任何可動部件飛機試飛成功
這架2.45千克的實驗飛機不依靠任何旋轉渦輪葉片的推動，而是直接使用電動力推進的情況下自主飛行了60米。研究人員認為，如果這種技術實現在大尺寸上的運用，那么將能夠生產出更安全、更安靜、更易于維護的未來飛機。
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據美國《麻省理工科技評論》雜志報道，當地時間11月21日，麻省理工（MIT）的研究人員在《自然》雜志上發表的一篇論文稱，他們創造并試飛了第一架不需要任何活動部件的飛機。這架2.45千克的實驗飛機不依靠任何旋轉渦輪葉片的推動，而是直接使用電動力推進的情況下自主飛行了60米。研究人員認為，如果這種技術實現在大尺寸上的運用，那么將能夠生產出更安全、更安靜、更易于維護的未來飛機。最重要的是，這種技術可以完全不釋放燃燒后的排放物，因為整個飛行過程完全由電池來作為能源。
據報道，這種飛機能夠飛翔是依靠一種被稱為電動力推進的過程實現的，這一想法自20世紀60年代以來就一直存在。與典型的旋轉螺旋槳推進相比，電動力推進的概念更難以可視化，因為它的推進過程利用了所謂的離子風，這與我們看到的無扇葉風扇所使用的概念相同。
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使用高電壓，比如這架飛機使用了達40000伏特的電壓，推進器能在兩個電極間周圍的空氣中產生離子。在電極之間產生的電場會將驅使離子從較小的電極移動到較大的電極上。這些離子在行進時就與空氣分子碰撞，產生離子風并驅動飛機向前。離子在兩個固定電極之間移動，而并不需要移動部件來為飛機提供動力。
展開 飛機水上迫降過程中尾部結構吸能對飛機動力學行 為的影響
中文標題：飛機水上迫降過程中尾部結構吸能對飛機動力學行 為的影響
英文標題：Effect of Structural Energy Absorption on Crash Behavior during Aircraft Ditching
Highlights:（1）用Ls-DYNA的流固耦合功能，模擬了2009年美國全美航空公司1549航班（機型A320）水上迫降的過程，涉及到飛機的氣動升力、氣動阻力、質量和轉動慣量的配置、流固耦合滲漏的優化設置；
（2）飛機采用剛體和可變形體混合模型，可變形模型用于模型飛機底部的變形吸能，研究飛機水上迫降過程中尾部結構吸能對飛機底部壓力、動力學行為、過載等的影響。
說明文檔：
ia8e
由于找我要k文件的實在太多，但是這部分的工作還沒有發表，k文件以后就不再提供了，實在不好意思！
如果有技術方面的困惑，我們可以探討，共同進步
展開 飛機結構振動疲勞問題 附結構疲勞壽命分析姚衛星下載
一、飛機結構的疲勞與動態疲勞
眾所周知，飛機在使用中會受到由于滑跑、突風、機動、著陸撞擊，以及坐艙增壓等所造成的重復載荷的作用。出于這些重復載荷的作用，飛機結構的一些部位特別是局部高應力區，如局部應力集中區，有缺陷區等部位就會產生由于交變應力引起的疲勞裂紋，交變應力的繼續作用，使疲勞裂紋不斷擴展而導致疲勞破壞。這就是通常所說的飛機結構的疲勞。
應該指出，在地面操作以及空中飛行中，飛機上的某些部位還始終處在于噪聲環境之中，如推進系統噪聲源包括：噴氣噪聲、螺旋槳噪聲等，空氣動力噪聲源包括：邊界源噪聲、空腔噪聲。沖擊波噪聲、氣流分離噪聲等都對飛機結構產生噪聲激勵，而產生振動應力，靠近噪聲源的結構，這種振動應力尤其嚴重。對于某些典型結構，如舵面、平尾、垂尾、腹鰭以及外掛架等，由于受到擾流的作用而產生隨機振動激勵，引起隨機振動動力響應，從而在這些結構上的一些部位產生疲勞裂紋。
這種由噪聲、振動的激勵而導致結構產生的疲勞現象，可稱之為動態疲勞 (Dynamic Fatigue) 以區別于前面的由突風、機動載荷等引起的飛機結構的疲勞現象。根據以上所述，動態疲勞又可分成兩個部分：噪聲疲勞和振動疲勞。
關于噪聲疲勞問題，國內有關單位已經認識到其重要性，并從六五后期就開始投資研究，幾年的研究已經取得進展，特別是軍機結構聲疲勞研究，如聲疲勞試驗技術研究、聲疲勞計算方法研究及軟件編制，殲x進氣道聲疲勞定壽研究都取得了一定成果，為今后進—步研究打下了堅實的基礎。
對于振動疲勞國內已服役的機種中，也已經出現了這種問題。如殲x飛機的腹鰭、方向舵在飛行了一時間（如200—300飛行小時）后，經常出現裂紋，經初步分析已經確認為是由于隨機擾流作用引起的振動疲勞問題。國營一二四廠也發現某機導彈掛架由于振動而發生螺栓的疲勞斷裂。
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