飛機設(shè)計仿真的案例
飛機設(shè)計中的仿真技術(shù)
仿真技術(shù)在飛機設(shè)計中發(fā)揮著越來越重要的作用，本文闡述了國內(nèi)外在飛機設(shè)計中廣泛使用的結(jié)構(gòu)強度計算，多體動力學仿真、多學科多目標結(jié)構(gòu)優(yōu)化、內(nèi)外流場分析、非線性有限元分析、疲勞強度分析、電磁仿真分析，機電液聯(lián)合仿真分析等，介紹了各種仿真技術(shù)的應(yīng)用范圍，為飛機的機械設(shè)計及研究提供參考。
一、引言
機械產(chǎn)品設(shè)計是一個近代完善的過程，尤其對于飛機等航空器是集各種先進科技成果于一體的產(chǎn)品，設(shè)計結(jié)果都需要進行反復(fù)多次的地面試驗，才能驗證設(shè)計結(jié)果能否符合要求。
在仿真技術(shù)獲得大規(guī)模應(yīng)用之前，大部分試驗都是依靠產(chǎn)品樣機進行的，不僅成本高昂，而且試驗一旦失敗，對后續(xù)設(shè)計將會產(chǎn)生極大影響，無形之中增加研制成本，研制周期也得不到保證，隨著現(xiàn)代計算機仿真技術(shù)的發(fā)展，在飛機設(shè)計中，越來越多的使用虛擬仿真技術(shù)。在概念設(shè)計階段，仿真技術(shù)可以快速預(yù)測產(chǎn)品強度及性能，是試驗無法取代的。
目前，使用較為廣泛的有：結(jié)構(gòu)強度計算，多體動力學仿真、多學科多目標結(jié)構(gòu)優(yōu)化、內(nèi)外流場分析、非線性有限元分析、疲勞強度分析、電磁仿真分析，機電液聯(lián)合仿真分析。
二、飛機設(shè)計中的仿真技術(shù)
1、結(jié)構(gòu)強度分析
飛機的設(shè)計中，滿足結(jié)構(gòu)強度要求是設(shè)計的首要要求，可以一票否決設(shè)計成果。影響結(jié)構(gòu)強度的主要因素有材料的種類和性質(zhì)、截面積、形狀等，數(shù)年來，新材料的發(fā)展還不成熟，因此在飛機設(shè)計中應(yīng)用的不多。
設(shè)計人員往往考改變結(jié)構(gòu)的形狀來提高設(shè)計產(chǎn)品的強度，在機械產(chǎn)品的最薄弱部位增加受力面，隨著仿真軟件的發(fā)展，這些已不是困擾設(shè)計員的主要問題，在飛機的零組件設(shè)計中，更為突出的強度問題是無法得到零組件所受真實荷載，有時候設(shè)計員甚至靠估算或放大載荷數(shù)來計算產(chǎn)品的強度，估計結(jié)果不利于產(chǎn)品的輕量化設(shè)計，目前是困擾設(shè)計員強度計算的主要問題，亟待要求更為準確的荷載計算方法。
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仿真技術(shù)在飛機設(shè)計中發(fā)揮著越來越重要的作用，本文闡述了國內(nèi)外在飛機設(shè)計中廣泛使用的結(jié)構(gòu)強度計算，多體動力學仿真、多學科多目標結(jié)構(gòu)優(yōu)化、內(nèi)外流場分析、非線性有限元分析、疲勞強度分析、電磁仿真分析，機電液聯(lián)合仿真分析等，介紹了各種仿真技術(shù)的應(yīng)用范圍，為飛機的機械設(shè)計及研究提供參考。
一、引言
機械產(chǎn)品設(shè)計是一個近代完善的過程，尤其對于飛機等航空器是集各種先進科技成果于一體的產(chǎn)品，設(shè)計結(jié)果都需要進行反復(fù)多次的地面試驗，才能驗證設(shè)計結(jié)果能否符合要求。
在仿真技術(shù)獲得大規(guī)模應(yīng)用之前，大部分試驗都是依靠產(chǎn)品樣機進行的，不僅成本高昂，而且試驗一旦失敗，對后續(xù)設(shè)計將會產(chǎn)生極大影響，無形之中增加研制成本，研制周期也得不到保證，隨著現(xiàn)代計算機仿真技術(shù)的發(fā)展，在飛機設(shè)計中，越來越多的使用虛擬仿真技術(shù)。在概念設(shè)計階段，仿真技術(shù)可以快速預(yù)測產(chǎn)品強度及性能，是試驗無法取代的。
目前，使用較為廣泛的有：結(jié)構(gòu)強度計算，多體動力學仿真、多學科多目標結(jié)構(gòu)優(yōu)化、內(nèi)外流場分析、非線性有限元分析、疲勞強度分析、電磁仿真分析，機電液聯(lián)合仿真分析。
二、飛機設(shè)計中的仿真技術(shù)
1、結(jié)構(gòu)強度分析
飛機的設(shè)計中，滿足結(jié)構(gòu)強度要求是設(shè)計的首要要求，可以一票否決設(shè)計成果。影響結(jié)構(gòu)強度的主要因素有材料的種類和性質(zhì)、截面積、形狀等，數(shù)年來，新材料的發(fā)展還不成熟，因此在飛機設(shè)計中應(yīng)用的不多。
設(shè)計人員往往考改變結(jié)構(gòu)的形狀來提高設(shè)計產(chǎn)品的強度，在機械產(chǎn)品的最薄弱部位增加受力面，隨著仿真軟件的發(fā)展，這些已不是困擾設(shè)計員的主要問題，在飛機的零組件設(shè)計中，更為突出的強度問題是無法得到零組件所受真實荷載，有時候設(shè)計員甚至靠估算或放大載荷數(shù)來計算產(chǎn)品的強度，估計結(jié)果不利于產(chǎn)品的輕量化設(shè)計，目前是困擾設(shè)計員強度計算的主要問題，亟待要求更為準確的荷載計算方法。
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仿真技術(shù)在飛機設(shè)計中發(fā)揮著越來越重要的作用，本文闡述了國內(nèi)外在飛機設(shè)計中廣泛使用的結(jié)構(gòu)強度計算，多體動力學仿真、多學科多目標結(jié)構(gòu)優(yōu)化、內(nèi)外流場分析、非線性有限元分析、疲勞強度分析、電磁仿真分析，機電液聯(lián)合仿真分析等，介紹了各種仿真技術(shù)的應(yīng)用范圍，為飛機的機械設(shè)計及研究提供參考。
機械產(chǎn)品設(shè)計是一個近代完善的過程，尤其對于飛機等航空器是集各種先進科技成果于一體的產(chǎn)品，設(shè)計結(jié)果都需要進行反復(fù)多次的地面試驗，才能驗證設(shè)計結(jié)果能否符合要求。
在仿真技術(shù)獲得大規(guī)模應(yīng)用之前，大部分試驗都是依靠產(chǎn)品樣機進行的，不僅成本高昂，而且試驗一旦失敗，對后續(xù)設(shè)計將會產(chǎn)生極大影響，無形之中增加研制成本，研制周期也得不到保證，隨著現(xiàn)代計算機仿真技術(shù)的發(fā)展，在飛機設(shè)計中，越來越多的使用虛擬仿真技術(shù)。在概念設(shè)計階段，仿真技術(shù)可以快速預(yù)測產(chǎn)品強度及性能，是試驗無法取代的。
目前，使用較為廣泛的有：結(jié)構(gòu)強度計算，多體動力學仿真、多學科多目標結(jié)構(gòu)優(yōu)化、內(nèi)外流場分析、非線性有限元分析、疲勞強度分析、電磁仿真分析，機電液聯(lián)合仿真分析。
01結(jié)構(gòu)強度分析
飛機的設(shè)計中，滿足結(jié)構(gòu)強度要求是設(shè)計的首要要求，可以一票否決設(shè)計成果。影響結(jié)構(gòu)強度的主要因素有材料的種類和性質(zhì)、截面積、形狀等，數(shù)年來，新材料的發(fā)展還不成熟，因此在飛機設(shè)計中應(yīng)用的不多。
設(shè)計人員往往考改變結(jié)構(gòu)的形狀來提高設(shè)計產(chǎn)品的強度，在機械產(chǎn)品的最薄弱部位增加受力面，隨著仿真軟件的發(fā)展，這些已不是困擾設(shè)計員的主要問題，在飛機的零組件設(shè)計中，更為突出的強度問題是無法得到零組件所受真實荷載，有時候設(shè)計員甚至靠估算或放大載荷數(shù)來計算產(chǎn)品的強度，估計結(jié)果不利于產(chǎn)品的輕量化設(shè)計，目前是困擾設(shè)計員強度計算的主要問題，亟待要求更為準確的荷載計算方法。
展開 從“文件傳輸”到“云端協(xié)同”：2026年飛機研發(fā)工程師如何用戴西DTS重塑設(shè)計仿真工作流？
——這曾是飛機研發(fā)工程師老張的日常：跨洋傳輸大模型、苦等下載、格式轉(zhuǎn)換、版本混亂……無數(shù)個深夜，都耗在了數(shù)據(jù)的搬運而非真正的工程分析上。</p><p>然而2026年的今天，一種全新的研發(fā)范式正在航空工程師群體中悄然普及：</p><p>他們只需打開瀏覽器，輸入賬號，就能實時訪問云端的最新模型，與全球同事在同一虛擬空間中協(xié)作，在普通筆記本上流暢剖切千萬級網(wǎng)格的仿真結(jié)果。</p><p>這標志著飛機研發(fā)效率 從“本地單機+文件傳輸”到“云端協(xié)同+實時交互”的根本性跨越。</p><p><strong>PART/1</strong></p><p><strong><em>范式轉(zhuǎn)移：從“本地單機”到“云端協(xié)同”</em></strong></p><p>傳統(tǒng)飛機研發(fā)的設(shè)計仿真流程，是一個線性且高度依賴本地算力的過程：</p><p>設(shè)計師用CATIA繪制三維模型，另存為STEP格式，發(fā)給仿真工程師；仿真工程師導(dǎo)入Abaqus或Fluent，劃分網(wǎng)格、求解計算，生成GB級的結(jié)果文件；再將結(jié)果壓縮、上傳、通知遠在異國的氣動專家下載；氣動專家等待半天，打開后發(fā)現(xiàn)版本不對，或者模型太大本地工作站卡死……整個過程充斥著等待、轉(zhuǎn)換、重復(fù)和溝通成本。</p><p><strong>戴西DTS 3D遠程圖形可視化云桌面與3DViz輕量化轉(zhuǎn)換工具</strong>等系列產(chǎn)品的成熟融合，正在徹底改變這一流程。</p><p>“研發(fā)協(xié)同”的定義，正從“傳輸文件并等待反饋”演變?yōu)?<strong>“實時訪問并共同操作同一模型”:</strong></p><p>從管理本地文件與版本，轉(zhuǎn)向私有云端數(shù)據(jù)管理與協(xié)同意識；</p><p>從精通單一工具，轉(zhuǎn)向掌握跨專業(yè)協(xié)同與實時溝通能力；</p><p>從關(guān)注模型細節(jié)，轉(zhuǎn)向聚焦物理本質(zhì)與設(shè)計優(yōu)化。</p><p>戴西DTS云桌面正是這一范式轉(zhuǎn)移中的代表性工具。
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設(shè)計仿真 | 生產(chǎn)制造中飛機零部件翻轉(zhuǎn)裝置的優(yōu)化設(shè)計
馬來西亞復(fù)合材料技術(shù)研究有限公司（CTRM）是全球復(fù)合材料航空結(jié)構(gòu)供應(yīng)鏈的一部分，為世界上主要的商用飛機制造商提供服務(wù)。該公司在航空航天和復(fù)合材料工業(yè)中發(fā)揮著戰(zhàn)略作用，并將其業(yè)務(wù)多元化到復(fù)合材料飛機內(nèi)飾、飛機座椅和運輸領(lǐng)域。
2024
工業(yè)挑戰(zhàn)
作為生產(chǎn)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(fù)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(zhuǎn)、旋轉(zhuǎn)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(shù)據(jù)和測量都被捕獲和記錄。
翻轉(zhuǎn)這些部件非常具有挑戰(zhàn)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(zhuǎn)這些部件，如圖1，翻轉(zhuǎn)操作也并不容易。
圖1 將大型復(fù)合材料零件翻轉(zhuǎn)180°
此外，手動翻轉(zhuǎn)操作也可能會損壞產(chǎn)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(shè)計的，在很大程度上是笨重的，不容易被抓握或翻轉(zhuǎn)。然而，在將每個部件發(fā)送給OEM之前，對其進行測試和認證又是至關(guān)重要的。
該公司希望通過設(shè)計一種翻轉(zhuǎn)裝置來實現(xiàn)翻轉(zhuǎn)過程的機械化，該翻轉(zhuǎn)裝置可根據(jù)測試要求來翻轉(zhuǎn)測試部件。
2024
解決方案
系統(tǒng)及所有程序安裝完成后進行開發(fā)環(huán)境設(shè)置：
進入Dytran Explorer界面，點擊Tools下的Options按鈕，進入選項窗口，設(shè)置編譯環(huán)境所需的組件路徑。
設(shè)計團隊首先嘗試使用通用的開源軟件來設(shè)計一個翻轉(zhuǎn)裝置，雖然該軟件只有一些基本功能來實現(xiàn)設(shè)計概念，但它在一些方面存在不足。
展開 設(shè)計仿真 | MSC Apex通過創(chuàng)成式設(shè)計有效優(yōu)化飛機結(jié)構(gòu)件
這三個候選設(shè)計代表了MSC Apex Generative Design中可用的三種不同算法—稀疏、中等和密集—參考了三種可用的優(yōu)化選項。這三種設(shè)計方案最終在重量上只相差幾克，與原始設(shè)計相比，這三種設(shè)計方案的總重量減少了63%。每個設(shè)計方案都需要不同數(shù)量的飛機結(jié)構(gòu)附著點，在稀疏設(shè)計中只需要3個附著點，在中等設(shè)計中需要4個附著點，而在密集設(shè)計中則使用了所有原始的5個附著點。由于用戶希望盡可能均勻地分配負載傳遞，因此最終選擇了具有四個附著點的“中等”設(shè)計方案。
圖2:三種不同的設(shè)計方案(從左到右)：稀疏，中等，密集，使用MSC Apex Generative Design求解器中的三種不同設(shè)置。主要區(qū)別在于附著點的數(shù)量(稀疏有3個，中等有4個，密集有5個)。方案B(中等)最終被選為最終設(shè)計方案。
驗證效果
為了驗證該組件及其在飛機中的使用，對該組件施加了靜態(tài)和動態(tài)載荷。帕德博恩大學的工程師模擬了不同的加載條件，并使用Von Mises應(yīng)力和模型變形來確定零件的強度，以及最終設(shè)計的最終有效性。與傳統(tǒng)設(shè)計的支架相比，優(yōu)化后的結(jié)構(gòu)變得更加堅固。對于負載工況1，它現(xiàn)在可以承受三倍的負載，對于負載工況2，它可以承受2.1倍的負載。最終設(shè)計的最大應(yīng)力為原設(shè)計的45%，最終設(shè)計的最大變形為原設(shè)計的70%。
圖3:最終設(shè)計的Von Mises應(yīng)力和變形圖(歸一化到原支架的仿真結(jié)果)。最終設(shè)計的最大應(yīng)力為原設(shè)計的45%，最終設(shè)計的最大變形為原設(shè)計的70%。
物理試驗及結(jié)論
新設(shè)計的部件能夠承受飛機上的載荷條件，該部件安裝在拉伸試驗機上，并施加了原始部件設(shè)計的最大載荷。優(yōu)化后的組件順利通過了這一加載條件，沒有任何缺陷，最終能夠承受其設(shè)計載荷的225%，這證明了優(yōu)化設(shè)計的結(jié)構(gòu)有效性。
展開 談?wù)?em>飛機結(jié)構(gòu)細節(jié)應(yīng)力分析技術(shù) 附實用飛機結(jié)構(gòu)應(yīng)力分析及尺寸設(shè)計下載
4結(jié)構(gòu)細節(jié)分析概述
結(jié)構(gòu)細節(jié)分析相對于以獲得諸如飛機結(jié)構(gòu)的復(fù)雜結(jié)構(gòu)總體受力與傳力為目的的總體分析有以下特點：
以獲得受力結(jié)構(gòu)局部細節(jié)準確的變形、應(yīng)力/應(yīng)變等力學特性為目的；
相對總體分析，細節(jié)分析關(guān)注局部細節(jié)，一般是在總體分析的基礎(chǔ)上，采用相對較細的網(wǎng)格，來考慮總體分析中無法考慮的局部因素；所用單元一般是3D，但也可以是2D的，甚至是1D；
由于分析能力的提高，現(xiàn)在細化分析范圍越來越大，簡單結(jié)構(gòu)可以做到全結(jié)構(gòu)級的仿真分析。
由于通常人們主要關(guān)心應(yīng)力，細節(jié)分析又常稱為細節(jié)應(yīng)力分析。隨著計算機軟硬件的發(fā)展，細節(jié)分析在功能和規(guī)模上得到了很大發(fā)展。
下面是細節(jié)分析示例。
細節(jié)有限元分析示例▲
斷裂力學分析▲
失效仿真▲
高度幾何非線性▲
高度幾何非線性＋瞬態(tài)響應(yīng)▲
5復(fù)雜結(jié)構(gòu)細節(jié)分析
對于結(jié)構(gòu)形式復(fù)雜、連接復(fù)雜、受載復(fù)雜的復(fù)雜結(jié)構(gòu)，采用全結(jié)構(gòu)仿真分析在目前分析水平下即不現(xiàn)實，也不經(jīng)濟，對于大部分飛機結(jié)構(gòu)必須采用工程可行的方法。
展開 飛機結(jié)構(gòu)分析—如何實施飛機結(jié)構(gòu)全局仿真過程（附文檔）
飛機結(jié)構(gòu)分析：如何實施飛機結(jié)構(gòu)全局仿真過程
端到端的飛機結(jié)構(gòu)開發(fā)流程使飛機結(jié)構(gòu)設(shè)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(shù)百萬美元的資金消耗，還造成數(shù)十億美元的違約金。飛機60%的一次性費用花費在飛機結(jié)構(gòu)開發(fā)方面，任何結(jié)構(gòu)開發(fā)流程的改進都會帶來重大影響。
通過使用飛機結(jié)構(gòu)工程和分析的端到端過程，在整個產(chǎn)品生命周期充分利用仿真功能，制造商已經(jīng)能夠及時、以可預(yù)測的性能提供創(chuàng)新產(chǎn)品。此過程使得制造商能夠：
縮短模型準備時間
減少設(shè)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(shè)計質(zhì)量
微信掃碼回復(fù)「結(jié)構(gòu)」
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微信掃碼回復(fù)「結(jié)構(gòu)」
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展開 免費飛機設(shè)計：MAV微型飛行器研究進展與總體設(shè)計
免費飛機設(shè)計：MAV微型飛行器研究進展與總體設(shè)計.pdf
高超聲速飛機氣動外形概念設(shè)計
20 世紀初，美國就開展了高超聲速飛機的相關(guān)研究，并先后提出了多個概念方案。廖孟豪等[3]對美國軍方和軍工部門提出的4個高超聲速作戰(zhàn)飛機概念方案進行了梳理，對比分析了各個概念方案的氣動布局特點，分析認為，美國高超聲速作戰(zhàn)飛機氣動布局向提升低速特性、降低內(nèi)外流耦合程度、增加機身容量等方向演變。左林玄等[4]詳細總結(jié)了高超聲速飛行器的氣動布局分類，并指出未來高超聲速飛行器的布局將向翼身融合布局和乘波體布局兩個方向發(fā)展。李憲開等[5]結(jié)合高超聲速飛機的需求，分析了高超聲速飛機氣動布局設(shè)計存在的問題、難點和關(guān)鍵技術(shù)。
氣動布局技術(shù)是水平起降高超聲速飛機研制的核心技術(shù)之一。崔凱等[6-7]采用前體/發(fā)動機一體化設(shè)計思想，給出了一種雙旁側(cè)進氣翼身融合體概念設(shè)計方案。國內(nèi)對高超聲速飛行器的相關(guān)研究日趨活躍，但對高超聲速飛機尤其是氣動布局方面的研究還不多，而且缺乏具體的應(yīng)用背景和需求指標牽引。劉濟民等對高超聲速ISR平臺的軍事需求進行了分析，并對其在未來海戰(zhàn)中的應(yīng)用進行了研究[8]。根據(jù)軍事需求分析得到的能力需求，目前的技術(shù)發(fā)展水平和對未來作戰(zhàn)使用的基本構(gòu)想，對高超聲速ISR 平臺做以下技術(shù)想定，見表1。
表1 高超聲速ISR平臺主要技術(shù)指標
Table 1 Main technology index of hypersonic ISR vehicle
本文以上述高超聲速ISR 平臺目標圖像為需求牽引，擬采用類乘波體氣動布局，對高超聲速ISR平臺的氣動外形進行初步設(shè)計與性能分析，并進一步驗證氣動外形概念方案滿足設(shè)計需求的程度，找到軍事需求與技術(shù)滿足度之間的差距，為高超聲速飛機氣動布局技術(shù)研究指明努力的方向。
1 氣動外形設(shè)計方法
氣動外形設(shè)計包括乘波前體氣動外形優(yōu)化設(shè)計、機翼設(shè)計。
展開 飛機結(jié)構(gòu)設(shè)計技術(shù)
飛機結(jié)構(gòu)設(shè)計技術(shù).pdf
飛機設(shè)計：降低鳥擊的影響
不到兩年，他就記錄到了飛機與一只飛鳥的第一次碰撞。在之后的一百多年，隨著飛機和航空旅行的增加，鳥類和飛機在空中相遇的幾率也在增加。鳥類和飛機共享天空，這樣的事故便不可避免。
近幾年，機鳥互撞——現(xiàn)在人們這么稱呼，已經(jīng)成為一種越來越頻繁且代價很大的事故。85% 的情況下飛機都能安然逃過，然而鳥類通常都很難幸免。但也有一些情況下，飛機會遭到破壞，有時是大面積的，甚至會造成人員的傷亡。每年單單美國記錄的民航班機的機鳥互撞事故就大約有10,000 次，商業(yè)和軍事飛機的損失超過了六億五千萬美元。自1988 年以來，全世界報道了超過220 起這樣的災(zāi)難。
為了解決這個日益嚴重的問題，美國聯(lián)邦航空管理局（簡稱FAA）和國家國際機鳥互撞委員會歸檔時間的影響，與機場、航空公司和飛行員密切合作預(yù)防撞擊的發(fā)生。航空工程師也在密切關(guān)注這個問題，專注于如何加強飛機的結(jié)構(gòu)設(shè)計， 即使不可避免地發(fā)生撞擊了，也要將傷害降低到最小，保障飛行的安全。
防鳥擊設(shè)計
機鳥互撞最常發(fā)生在飛機的前方結(jié)構(gòu)，如頭錐、駕駛艙擋風玻璃、發(fā)動機罩和葉片，或者機翼和尾翼的前沿。沖擊的力量取決于鳥的重量加上沖擊的速度和方向，能量隨著兩者速度之差的平方的加大而加大。假設(shè)當一只12 磅的加拿大雁撞擊上一架時速150 英里（通常大部分飛機起飛和降落時的速度）的飛機，由此產(chǎn)生的動能相當于一個1000 磅的物體從10 英尺的空中落下，這個力量足以造成一個很大甚至災(zāi)難性的破壞。
位于印度班加羅爾的項目工程服務(wù)公司HCL 科技公司最近的一個項目涉及到商務(wù)客機尾翼組的垂直尾翼設(shè)計和開發(fā)。在這個項目中，面對燃油效率措施和減小結(jié)構(gòu)重量的壓力，工廠團隊的任務(wù)是設(shè)計一個輕量級的替代物來替代傳統(tǒng)的金屬設(shè)計。
展開 飛機典型結(jié)構(gòu)正向優(yōu)化設(shè)計
課程作業(yè)內(nèi)容為以飛機典型雙耳接頭結(jié)構(gòu)為應(yīng)用背景，根據(jù)零件結(jié)構(gòu)載荷工況，運用目前主流設(shè)計方法，對典型接頭進行結(jié)構(gòu)正向優(yōu)化設(shè)計，最終實現(xiàn)結(jié)構(gòu)減重。接到任務(wù)立即想到inspire這款軟件，因為其簡單易上手，已經(jīng)有成功應(yīng)用案例。
課題要求:以飛機典型雙耳接頭結(jié)構(gòu)為應(yīng)用背景，根據(jù)零件結(jié)構(gòu)和典型載荷工況，對結(jié)構(gòu)進行減重。
結(jié)論：優(yōu)化后減輕約82%的質(zhì)量，結(jié)構(gòu)強度滿足設(shè)計要求。
人工智能時代，工業(yè)AI如何助力飛機設(shè)計
先做仿真得到一批工況數(shù)據(jù)，然后用DTEmpower的機器學習算法總結(jié)這些數(shù)據(jù)之間的規(guī)律，得到一個數(shù)據(jù)模型。
之后數(shù)據(jù)模型就能取代仿真，計算新工況了。雖然相比仿真，數(shù)據(jù)模型有點像“黑箱”，可解釋性差一些，但它算的非常快！
機器學習原理不復(fù)雜，但以往實現(xiàn)起來卻不簡單。因為需要寫代碼，還需要懂機器學習算法，這往往是航空等機械類工程師的短板。
但天洑的DTEmpower就實現(xiàn)了超低門檻建模，堪稱代碼過敏者的福音。只需要拖拉拽節(jié)點，就像搭積木，做到零代碼機器學習。
除了設(shè)計飛機起落架，很多工業(yè)場景都能和機器學習結(jié)合，提高設(shè)計效率。只要有數(shù)據(jù)，就能用DTEmpower。
很多人都在想：人工智能浪潮下，工業(yè)AI具體長什么樣？
作為國內(nèi)領(lǐng)先的工業(yè)軟件企業(yè)，天洑正通過一個個鮮活的案例，給出自己的答卷。
展開 飛機結(jié)構(gòu)設(shè)計知識清單
1、飛機的功用與對飛機的要求:
1）功用：有效的戰(zhàn)斗武器（空戰(zhàn)、攔截、攻擊、偵察、預(yù)警、運輸）空中運輸設(shè)備（載荷、運貨、農(nóng)林、賑災(zāi)、救護、勘察、運動）
2）要求：技、戰(zhàn)術(shù)性能指標能滿足所需完成的任務(wù)。
2、1）軍用飛機的技、戰(zhàn)術(shù)要求：飛機的最大速度；升限；航程/最大作戰(zhàn)半徑；起、降滑跑距離；載重；機動性指標（加力性能，盤旋半徑，爬升性能，最大允許過載系數(shù)）；隱身；維護與保障性能；使用壽命；可靠性與安全性能。
2）民用飛機使用技術(shù)要求：效載重；航程；安全性、可靠性、維修性、經(jīng)濟性。
3）飛機工作的最大特性：反復(fù)、長期使用。
3、1）總體設(shè)計：
氣動外形布局設(shè)計；飛行力學性能設(shè)計；機載設(shè)備（包括燃油）布置等重量分布設(shè)計；發(fā)動機選型設(shè)計；結(jié)構(gòu)總體尺寸設(shè)計。
2）結(jié)構(gòu)設(shè)計：理論設(shè)計（打樣設(shè)計）；強度、剛度設(shè)計；細節(jié)設(shè)計；工程繪圖。
4、飛機制造過程：工藝設(shè)計、機械加工、部件/全機裝配
1）飛機的試飛、定型過程地面滑跑試驗；起、降性能試驗；飛行包線中各飛行科目試飛試驗；
定型：有待結(jié)構(gòu)的靜力及疲勞試驗完成后，沒問題才定型
5、設(shè)計的內(nèi)涵：
1）創(chuàng)造性的思維過程；
2）全面綜合的辨證過程(矛盾分析、抓主要矛盾)
3）設(shè)計的不唯一性；
4）設(shè)計的反復(fù)性；
5）設(shè)計的繼承性；
6）設(shè)計與科學實驗的關(guān)系。
6、飛機的外載：重力（G)、升力（Y)、 阻力（X）、推力（P）、起落架載荷。
慣性力：質(zhì)量乘以加速度的負值
質(zhì)量力：飛機重力G（mg）和慣性力N(-ma)均與飛機質(zhì)量m有關(guān)，故統(tǒng)稱為質(zhì)量力。
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