航空結(jié)構(gòu)（蒙皮等）
關(guān)注創(chuàng)建者：Zhuzhi 創(chuàng)建時間：2018-02-06
航空結(jié)構(gòu)（蒙皮等）的視頻教程
混響場下的航空航天結(jié)構(gòu)聲振耦合分析
課程亮點 MSC Nastran和Actran的聯(lián)合仿真 MSC Nastran多樣的結(jié)構(gòu)單元類型、高效的計 算效率 Actran方便快捷的聲學(xué)激勵加載手段，可以快速完成混響聲場激勵下的聲振耦合分析，更準確的評估產(chǎn)品在多種激勵共同作用條件下的結(jié)構(gòu)響應(yīng)，從而提高產(chǎn)品的可靠性和疲勞耐久性 航空航天領(lǐng)域的聲振耦合分析需求和場景混響聲場激勵的特點 MSC Nastran和Actran實現(xiàn)混響聲場下聲振耦合
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航空航天工程實例講解之——結(jié)構(gòu)沖擊試驗仿真
此分析方法可以應(yīng)用到對沖擊試驗有要求的結(jié)構(gòu)開發(fā)中，在進行試驗之前先進行仿真校核，來保證試驗?zāi)軌蝽樌ㄟ^，減少結(jié)構(gòu)返工整改情況。 課程中講述了： 1、瞬態(tài)分析的步驟 2、瞬態(tài)分析中載荷加載時間步的設(shè)置 3、后處理結(jié)果查看云圖過程中的注意事項 附件為仿真用到的幾何模型和講解中的PPT內(nèi)容。
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航空結(jié)構(gòu)（蒙皮等）的實例教程
在航空制造業(yè)，蒙皮作為飛機的關(guān)鍵氣動結(jié)構(gòu)，如同飛機的“肌膚”，不僅塑造其外形，更直接關(guān)系到飛行安全與性能。隨著復(fù)合材料在蒙皮制造中的廣泛應(yīng)用，飛機整體減重目標得以有效推進，然而，隨之而來的高精度加工挑戰(zhàn)亦使生產(chǎn)管理者面臨嚴峻壓力：
? 成本高昂：復(fù)合材料本身價格昂貴，加之蒙皮尺寸龐大，單件原材料成本即構(gòu)成顯著負擔(dān)。加工過程中的任何失誤導(dǎo)致報廢，都將帶來巨大的經(jīng)濟損失。
? 風(fēng)險嚴峻：用于航空蒙皮加工的大型數(shù)控機床結(jié)構(gòu)復(fù)雜、附件眾多、造價昂貴。一旦因程序或工藝失誤發(fā)生機床碰撞，輕則損毀刀具、夾具及工件，重則導(dǎo)致機床核心部件嚴重損壞，后果不堪設(shè)想。
? 平衡之難：如何在確保每塊蒙皮加工質(zhì)量完美無瑕的同時，杜絕安全事故發(fā)生并提升生產(chǎn)效率？這已成為航空制造企業(yè)亟待解決的復(fù)雜命題。
01
NCSIMUL在蒙皮加工仿真中的應(yīng)用
海克斯康NCSIMUL為制造企業(yè)提供數(shù)控加工仿真、優(yōu)化、后處理一體化解決方案，其專注于機床加工的安全性，并在確保安全的基礎(chǔ)上，提供程序優(yōu)化及后置處理等一系列高效、實用的解決方案。面對航空制造業(yè)的種種痛點，NCSIMUL憑借其卓越和高效的性能，成為航空蒙皮加工領(lǐng)域的“安全衛(wèi)士”與“增效專家”。
# 構(gòu)建高精度“數(shù)字孿生”加工環(huán)境
NCSIMUL的核心優(yōu)勢在于其構(gòu)建高度逼真虛擬加工環(huán)境的能力：
?精準構(gòu)建虛擬數(shù)控機床（精確到每一個軸、附件、防護門） ；
?無縫導(dǎo)入蒙皮的CAD模型和CAM生成的加工程序 ；
?建立與實際完全一致的虛擬刀具庫（包括尺寸、形狀、夾持）；
?設(shè)定毛坯、夾具位置，還原冷卻液等客觀條件。
展開 2018年6月15日，中國機床工具工業(yè)協(xié)會在天津市天鍛壓力機有限公司舉辦了“600T綜合蒙皮拉伸機”現(xiàn)場發(fā)布會，來自沈飛、成飛、西飛和洪都飛機的用戶專家和北一機床、大連機床等機床企業(yè)的專家近20人參加了會議。
600T蒙皮拉伸機全景圖
蒙皮拉伸機是生產(chǎn)飛機蒙皮等鈑金零部件的關(guān)鍵設(shè)備，目前我國航空領(lǐng)域如蒙皮拉伸、鏡像銑等裝備長期以來被國外品牌壟斷，國內(nèi)的蒙皮拉伸裝備制造基本處于空白，用戶只能忍受國外苛刻的條款，耗費巨資從國外進口。蒙皮制造技術(shù)已經(jīng)成為我國航空航天行業(yè)的薄弱環(huán)節(jié)，制約了我國航空航天事業(yè)的進一步發(fā)展。
隨著我國航空航天市場的快速發(fā)展，對大型蒙皮拉伸裝備的需求開始萌發(fā)。天鍛瞄準我國航空航天領(lǐng)域?qū)?em>蒙皮拉伸裝備的需求，先從國外裝備的維修和再制造入手，消化吸收國外蒙皮拉伸裝備的先進工藝和理念，依靠自己在壓力機及板材成型領(lǐng)域數(shù)十年的積累，邊研發(fā)，邊應(yīng)用，邊驗證，于2015年成功開發(fā)出600T綜合蒙皮拉伸機。該綜合蒙皮拉伸機已經(jīng)投入使用三年，為沈飛某機型完成了100多個復(fù)雜曲面的蒙皮成型加工。
在裝備現(xiàn)場，經(jīng)過天鍛的工程技術(shù)人員對該裝備進行了介紹和現(xiàn)場演示，與會專家認為：天津市天鍛壓機有限公司研發(fā)的600T綜合蒙皮拉伸機已通過多種復(fù)雜曲率蒙皮制件的生產(chǎn)驗證，裝備功能齊全，其中在多自由度同步位移、速度角度等控制精度均表現(xiàn)良好，裝備在噪聲和能耗方面得到很好控制。天津市天鍛壓力機有限公司完全具備大型蒙皮拉伸裝備的開發(fā)、制造的能力，其研發(fā)制造的蒙皮拉伸機，打破了國外企業(yè)在航空航天鈑金制造行業(yè)壟斷多年的局面，應(yīng)加快在航空航天領(lǐng)域的推廣應(yīng)用。天鍛服務(wù)團隊專業(yè)扎實，服務(wù)及時，快速反應(yīng)，通過國外蒙皮拉伸裝備的再制造幫助很多用戶企業(yè)解決了困擾多年的問題。
天鍛雄起，挽回用戶尊嚴
發(fā)布會上，來自航空用戶的專家還分享了各自企業(yè)與國外蒙皮拉伸機品牌合作過程中受制于人的種種案例。
展開 OptiStruct結(jié)構(gòu)優(yōu)化技術(shù)在航空結(jié)構(gòu)設(shè)計中的應(yīng)用
作者：Simwe 來源：Altair
“我們對某航空產(chǎn)品支架進行靜態(tài)分析，并在此基礎(chǔ)上完成拓撲優(yōu)化分析。根據(jù)優(yōu)化分析結(jié)果對原結(jié)構(gòu)進行修改，對改進后的結(jié)構(gòu)進行靜態(tài)分析。結(jié)果表明，應(yīng)用OptiStruct結(jié)構(gòu)優(yōu)化技術(shù)，不僅能夠極大地降低產(chǎn)品的重量，而且對于改善產(chǎn)品的力學(xué)性能也具有積極的促進作用。” —— 摘自 2010HTC大會用戶論文
簡介
利用Altair HyperWorks結(jié)構(gòu)優(yōu)化工具OptiStruct對某航空產(chǎn)品支架進行拓撲優(yōu)化分析，并結(jié)合其強大的前處理軟件HyperMesh、后處理軟件HyperView以及通用仿真分析軟件RADIOSS對優(yōu)化前后的產(chǎn)品進行分析，從應(yīng)力、變形、重量等方面對計算結(jié)果進行比較、總結(jié)。結(jié)果表明優(yōu)化創(chuàng)新設(shè)計工具OptiStruct在改善機械產(chǎn)品性能、提高設(shè)計工作效率方面具有非常重要的作用，對航空產(chǎn)品設(shè)計及優(yōu)化具有借鑒意義。
挑戰(zhàn)
以有限元法為基礎(chǔ)的結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計工具已經(jīng)被廣泛而深入地應(yīng)用到各行各業(yè)，在航空航天、汽車、機械等領(lǐng)域取得了大量革命性的成功應(yīng)用。對于航空產(chǎn)品來說，重量是衡量產(chǎn)品性能一個非常重要的指標。如何降低產(chǎn)品重量，同時提高產(chǎn)品性能成為目前航空設(shè)計人員關(guān)注的重要問題之一。
慶安集團在進行某航空產(chǎn)品支架的設(shè)計中，需要對其結(jié)構(gòu)進行優(yōu)化設(shè)計，以降低產(chǎn)品的重量。
首先應(yīng)用RADIOSS進行求解，得到支架上最大應(yīng)力為21.6MPa，且僅出現(xiàn)在支架局部區(qū)域，而其余部分應(yīng)力都較小，如圖3-5所示。
根據(jù)以上分析可知，其最大應(yīng)力遠遠小于材料的屈服強度，進行結(jié)構(gòu)減重的潛力很大。
展開 10
其他類型負載
此處列出了影響結(jié)構(gòu)設(shè)計的一些其他類型的荷載：
機身增壓不會以任何方式影響外部載荷，盡管機身蒙皮和框架中存在內(nèi)部載荷。機身殼體分析中使用的大多數(shù)機動和陣風(fēng)條件都是在有內(nèi)壓和無內(nèi)壓的情況下進行分析的。
FAR 25.561中定義的碰撞荷載系數(shù)單獨使用，即不與空氣荷載、設(shè)計內(nèi)部項目和一些主要結(jié)構(gòu)結(jié)合使用。
設(shè)計荷載下的結(jié)構(gòu)變形可能會影響飛機管道和風(fēng)道的設(shè)計和布置。機翼彎曲會在鉸接的操縱面和高升力裝置中產(chǎn)生較大的載荷。
發(fā)動機處和附近的聲級產(chǎn)生作用于控制表面、襟翼和其他結(jié)構(gòu)（如整流罩）蒙皮的壓力級，需要進行疲勞分析。
通常，滿足已知聲級的蒙皮量規(guī)、肋厚度和間距采用設(shè)計手冊的規(guī)定和要求。當(dāng)需要更詳細分析時，將針對已知剛度特性和聲級的給定結(jié)構(gòu)計算壓力級，這些特性和聲級在頻率范圍內(nèi)變化。
文章來源MBSE知識庫與應(yīng)用案例
展開 航空發(fā)動機是典型的多學(xué)科交叉、多部件強耦合的復(fù)雜工程系統(tǒng)，在高溫、高壓、高轉(zhuǎn)速、多場載荷/環(huán)境下工作，又要滿足推力大、重量輕、壽命長、高可靠性等極高使用要求，是一種極限產(chǎn)品，研制難度巨大。轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)作為航空發(fā)動機的核心部件，其結(jié)構(gòu)完整性和可靠性是航空發(fā)動機設(shè)計的最薄弱環(huán)節(jié)，是制約發(fā)動機研發(fā)的瓶頸。
一方面，結(jié)構(gòu)系統(tǒng)經(jīng)受嚴酷且復(fù)雜多變的氣動、機械和熱載荷，同時力學(xué)（氣-熱-固）與材料、工藝等學(xué)科相互作用和制約；另一方面，結(jié)構(gòu)壽命表現(xiàn)出很大的分散性，而安全飛行又要求低的失效概率。這時，傳統(tǒng)的確定性設(shè)計技術(shù)面臨諸多挑戰(zhàn)，概率設(shè)計作為一種精細設(shè)計手段，可以量化風(fēng)險，在滿足可靠性要求的前提下能夠減輕重量、降低成本，是解決先進航空發(fā)動機研制瓶頸的最有潛力的關(guān)鍵技術(shù)之一。
發(fā)動機結(jié)構(gòu)設(shè)計發(fā)展
航空發(fā)動機結(jié)構(gòu)設(shè)計經(jīng)歷了靜強度設(shè)計、安全壽命設(shè)計、確定性損傷容限設(shè)計與結(jié)構(gòu)概率設(shè)計的發(fā)展過程。
靜強度設(shè)計的主要出發(fā)點是結(jié)構(gòu)在給定設(shè)計載荷作用下不發(fā)生破壞；經(jīng)使用載荷作用，卸載后沒有可見的永久變形。在過去相當(dāng)長時間內(nèi)，由于發(fā)動機載荷較小，結(jié)構(gòu)的應(yīng)力水平很低，對結(jié)構(gòu)壽命的要求也不高，靜強度設(shè)計能夠滿足設(shè)計要求。
1954年英國“彗星”號噴氣式客機連續(xù)發(fā)生爆炸墜海事故，事故原因是由于飛機機身金屬結(jié)構(gòu)出現(xiàn)疲勞效應(yīng)而產(chǎn)生的斷裂破壞所造成的。這說明，按照靜強度設(shè)計結(jié)構(gòu)件，并不能保證其使用安全，在結(jié)構(gòu)設(shè)計中必須考慮安全使用壽命問題。在事故發(fā)生之后，航空發(fā)動機結(jié)構(gòu)設(shè)計開始采用了安全壽命方法。
安全壽命設(shè)計的前提是假設(shè)結(jié)構(gòu)是無缺陷的連續(xù)均勻體。
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航空結(jié)構(gòu)（蒙皮等）的相關(guān)專題、標簽、搜索
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航空結(jié)構(gòu)（蒙皮等）的最新內(nèi)容
飛行器氣動設(shè)計、結(jié)構(gòu)強度與疲勞、燃燒與傳熱、電磁散射（隱身）、軌道動力學(xué)直接觸及了航空航天領(lǐng)域仿真的技術(shù)核心。作為UltraLAB圖形工作站的廠商，精準把握這些算法的計算特性，是為客戶提供最優(yōu)硬件解決方案的關(guān)鍵。
我將為您逐一解析這五大航空航天仿真領(lǐng)域。
核心結(jié)論速覽表
該子程序?qū)Ｓ糜陬A(yù)測纖維增強復(fù)合材料（如碳纖維、玻璃纖維層合板）的漸進失效行為，適用于航空航天結(jié)構(gòu)（機翼蒙皮、整流罩）、新能源汽車電池包防護結(jié)構(gòu)、風(fēng)電葉片等領(lǐng)域的強度分析與失效預(yù)測。其優(yōu)勢在于精確模擬從初始彈性響應(yīng)、塑性變形到最終斷裂的全過程，尤其擅長處理沖擊載荷、復(fù)雜應(yīng)力狀態(tài)下的損傷演化問題。
在航空制造業(yè)，蒙皮作為飛機的關(guān)鍵氣動結(jié)構(gòu)，如同飛機的“肌膚”，不僅塑造其外形，更直接關(guān)系到飛行安全與性能。隨著復(fù)合材料在蒙皮制造中的廣泛應(yīng)用，飛機整體減重目標得以有效推進，然而，隨之而來的高精度加工挑戰(zhàn)亦使生產(chǎn)管理者面臨嚴峻壓力：
? 成本高昂：復(fù)合材料本身價格昂貴，加之蒙皮尺寸龐大，單件原材料成本即構(gòu)成顯著負擔(dān)。加工過程中的任何失誤導(dǎo)致報廢，都將帶來巨大的經(jīng)濟損失
2024年7月12日，“西工大航空學(xué)院-漢航（北京）科技有限公司結(jié)構(gòu)動力學(xué)聯(lián)合實驗室”揭牌和設(shè)備捐贈儀式在西北工業(yè)大學(xué)友誼校區(qū)成功舉行。漢航公司聯(lián)合創(chuàng)始人李帥、西安代表處羅佳行，西工大航空學(xué)院黨委書記于輝，副院長李斌，結(jié)構(gòu)動力學(xué)與控制研究所所長楊智春等教師代表和研究生代表出席會議。揭牌和設(shè)備捐贈儀式由李斌主持。
于輝代表航空學(xué)院致歡迎辭，對出席參加聯(lián)合實驗室簽約揭牌儀式的各位領(lǐng)導(dǎo)
<p><strong>海克斯康—混響場下的航空航天結(jié)構(gòu)聲振耦合分析</strong></p><p><strong>演講主題介紹</strong></p><p>常規(guī)的結(jié)構(gòu)有限元動力學(xué)分析中，混響聲場激勵條件的加載往往較為復(fù)雜，甚至難以實現(xiàn)，MSC Nastran和Actran的聯(lián)合仿真既利用了MSC Nastran多樣的結(jié)構(gòu)單元類型、高效的計算效率，也利用了Actran方便快捷的聲學(xué)激勵加載手段，可以快速完成混響聲場激勵下的聲振耦合分析
航空航天作為頂尖的科技部分一直都是人們關(guān)注的重點，今天我們來介紹一下航空發(fā)動機尾噴的結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格劃分。
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1. 確定總體劃分思路
航空發(fā)動機是典型的多學(xué)科交叉、多部件強耦合的復(fù)雜工程系統(tǒng)，在高溫、高壓、高轉(zhuǎn)速、多場載荷/環(huán)境下工作，又要滿足推力大、重量輕、壽命長、高可靠性等極高使用要求，是一種極限產(chǎn)品，研制難度巨大。轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)作為航空發(fā)動機的核心部件，其結(jié)構(gòu)完整性和可靠性是航空發(fā)動機設(shè)計的最薄弱環(huán)節(jié)，是制約發(fā)動機研發(fā)的瓶頸。
一方面，結(jié)構(gòu)系統(tǒng)經(jīng)受嚴酷且復(fù)雜多變的氣動、機械和熱載荷，同時力學(xué)
01
概述
系統(tǒng)工程師或經(jīng)理必須從不同的標準和關(guān)注點綜合設(shè)計。關(guān)注的領(lǐng)域之一是荷載和結(jié)構(gòu)。任何飛機系統(tǒng)，特別是那些有外部部件如操縱面的飛機系統(tǒng)，都會受到設(shè)計系統(tǒng)必須適應(yīng)的許多外部和內(nèi)部載荷和應(yīng)力源的影響
在航天航空領(lǐng)域，復(fù)雜多變的天氣對飛行器的結(jié)構(gòu)設(shè)計、材料和制造等提出了更高的要求。迫切需要通過制造技術(shù)的創(chuàng)新實現(xiàn)結(jié)構(gòu)的輕量化、結(jié)構(gòu)一體化以及提高產(chǎn)品生命周期性能的制造技術(shù)。
增材制造俗稱3D打印，顛覆了傳統(tǒng)制造技術(shù)，可以精密地制造出復(fù)雜形狀的零件，從而實現(xiàn)了零件"自由制造"。而且相比傳統(tǒng)制造業(yè)，產(chǎn)品結(jié)構(gòu)越復(fù)雜，增材制造的優(yōu)勢也越明顯。
無疑，無論是實現(xiàn)輕量化、結(jié)構(gòu)一體化還是以提高產(chǎn)品生命周期性能為目標
