航天航空行業(yè)的CAE解決方案

飛機一般由機翼、機身、起落架和飛機操作系統(tǒng)組成，其結(jié)構(gòu)受力復(fù)雜。傳統(tǒng)的航天飛機設(shè)計及加工都是根據(jù)二維工程圖樣來完成的，加工出的產(chǎn)品數(shù)據(jù)精度不高，往往要不斷地修改產(chǎn)品設(shè)計，所以它的研發(fā)周期長、成本高。

隨著大量工程應(yīng)用軟件的投入使用，CAE可以對飛機的各大部件如機身、機翼、舵面、發(fā)動機短艙、氣密艙、起落架等進行常規(guī)的結(jié)構(gòu)分析、熱分析、動力分析等，而且還能進行流體－固體耦合、熱－結(jié)構(gòu)耦合、氣動分析，完全能滿足飛機設(shè)計中對有限元分析的需求。

通過有限元分析，能提前找到結(jié)構(gòu)設(shè)計的規(guī)律、避免設(shè)計缺陷，以減少實驗的次數(shù)，這樣能大大縮短了產(chǎn)品研發(fā)周期，提高了產(chǎn)品設(shè)計的準確性，大大降低產(chǎn)品開發(fā)和設(shè)計成本。

1.飛行器總體

· 飛行器頻率和振動分析

檢測飛行器自由振動時的圓頻率，準確計算出飛行器在各種條件下的固有頻率和固有振型。

· 線性和非線性靜態(tài)和瞬態(tài)應(yīng)力

精確計算飛行器在線性和非線性情況下的靜態(tài)和瞬態(tài)的應(yīng)力，確保飛行器的結(jié)構(gòu)強度。

· 失穩(wěn)分析

分析飛行器在經(jīng)受任意微小外界干擾后，能否恢復(fù)初始平衡狀態(tài)，以研究結(jié)構(gòu)穩(wěn)定防止不穩(wěn)定平衡狀態(tài)的發(fā)生。

· 鳥撞分析

模擬飛鳥撞擊飛機器后發(fā)生的結(jié)構(gòu)變形和破裂，以及后續(xù)的結(jié)構(gòu)動態(tài)響應(yīng)。

· 飛行器總體氣動性能分析

分析飛行器在飛行狀態(tài)下所受到的升力、阻力、力的方向、大小與其本身的截面、長度、推力、穩(wěn)定性等。

2.機身、艙段和機翼

· 機身機翼等靜力分析

在靜載荷的情況下觀察機身機翼等的結(jié)構(gòu)強度，剛度，應(yīng)力等。

· 動力響應(yīng)分析

對機身、艙體、機翼等的模態(tài)、振動、抖振進行分析，確保機體結(jié)構(gòu)強度。

· 縫翼滑軌模型裝配件分析

分析在結(jié)構(gòu)受載過程中，哪一個或哪些滾輪和滑輪發(fā)生接觸，從而為其提供邊界約束。

· 中外翼對接帶板分析

中外翼對接帶板屬于疲勞薄弱部位，對該部位的疲勞壽命作出合理的估算，需對該部位的應(yīng)力分布進行準確的計算。

· 復(fù)合材料水平尾翼強度分析

用復(fù)合材料對水平尾翼進行建模，然后分析其結(jié)構(gòu)特性和力學(xué)性能。

 3.起落架

· 多體動力學(xué)分析

對起落架展開時的運動協(xié)調(diào)性，連接部位的反力計算，部件級的應(yīng)力分析，著陸時的動力學(xué)分析， 零部件的大變形進行分析

· 部件級靜力分析

對起落架多重機械結(jié)構(gòu)，多個組件和多種工況提取相互作用力進行分析

· 部件級動力分析

對起落架的接觸非線性，材料非線性，幾何非線性進行分析。

4.航空發(fā)動機

· 軸系彈塑性、靜動力分析、疲勞分析、優(yōu)化設(shè)計

對航空發(fā)動機的軸系進行一系列的分析來計算高應(yīng)力區(qū)域，確保發(fā)動機的可靠性

· 盤系的靜力計算、模態(tài)計算和動力響應(yīng)計算

對盤系承受的主要載荷如機動載荷，氣動載荷進行分析并通過彈塑性、粘塑性分析進行盤系的靜力計算和模態(tài)計算。

· 葉片模態(tài)計算、動力響應(yīng)計算、熱疲勞分析

對葉片在工作時受到的氣動力，交變力，熱載荷，隨機載荷，旋轉(zhuǎn)引起的離心載荷進行分析。

· 發(fā)動機機匣載荷分析、疲勞變形分析

對發(fā)動機機匣受到的氣動載荷，溫度載荷，地面吊用載荷以及隨機振動進行分析，并針對多次運行后的疲勞變形進行分析。

· 發(fā)動機鳥撞分析

對發(fā)動機在運行工程中受到鳥類的沖擊后的一系列反應(yīng)進行分析。

5.衛(wèi)星設(shè)計

· 衛(wèi)星設(shè)計

對衛(wèi)星的總體動力學(xué)、組件級的應(yīng)力析、太陽能電池板的機構(gòu)運動及沖擊跌落進行分析，完善衛(wèi)星的整體設(shè)計。

· 衛(wèi)星的模擬動力學(xué)分析

可以解決大型復(fù)雜有限元模型的模態(tài)，定義動力學(xué)環(huán)境，輸出多個響應(yīng)，對響應(yīng)后的顯示進行后處理。

· 電池組托架的應(yīng)力分析

對多靜態(tài)載荷的工況以及可能出現(xiàn)的非線性情況進行有效處理，分析電池組托架的具體應(yīng)力分布。

· 太陽能電池板的展開分析

對電池板展開引起的力和應(yīng)力進行分析，對電池板的柔性進行分析。

· 返回艙的設(shè)計

對返回艙的整個流程進行分析，在前后分析的交接中，完全采用真實模型，保留前期工作，快速進行下一步分析，讓分析有效可靠。