机翼有限元模型振动和颤振特性分析

采用MSC Patran,MSC Flds建立某型飞机机翼的动力学有限元模型. 应用MSC Nastran中求解序列SOL 103对其进行固有模态分析,利用求解序列SOL 145进行颤振分析. 通过分析得到该机翼的振动和颤振特性,为飞机研制提供依据.     

MSC Nastran优化功能在结构强度设计中的应用

对某型飞机机翼主梁,以MSC Patran、 MSC Nastran为基本工具,对其结构进行优化设计. 优化后的结构重量、梁缘条面积、梁腹板厚度满足工程实际要求;通过有限元分析,翼尖扰度也满足变形要求.     

大展弦比复合材料机翼动力学分析

针对结构非线性对大展弦比机翼动力学特性影响很大的问题,使用MSC Patran和MSC Nastran软件进行有限元建模及分析,将大展弦比机翼建成薄壁盒型梁模型．研究大变形对机翼动力学特性的影响,比较复合材料盒型梁模型和金属盒型梁模型的计算结果,并讨论复合材料铺层顺序的改变对机翼动力学特性的影响．研究表明：复合材料机翼的各阶固有频率明显高于铝合金机翼;铺层顺序会影响复合材料机翼的固有频率．     

结构和气动非线性机翼颤振分析

研究在超音速流中,含有结构和气动立方非线性的二元机翼的颤振．首先,对线性化系统的零平衡点进行特征值分析,表明系统颤振由Hopf分岔而产生;然后应用规范形直接法,推导出Hopf分岔解的规范形,并结合数值模拟分析超、亚临界分岔情形的极限环特点;最后分析了飞行马赫数和非线性刚度系数对分岔拓扑结构的影响,表明具有“硬”弹簧性质的结构及增大悬挂点与质心的距离都有助于提高安全性,而应避免“软”弹簧性质的结构．     

新涡桨飞机机头结构优化设计

在新涡桨支线飞机机头结构初始方案设计阶段,采用MSC Nastran对机头初始设计方案进行总体结构分析和尺寸优化,为机头结构选型和详细设计提供参考.     

基于FLUENT的机翼损伤小型无人机气动分析

研究小型无人机机翼不同程度受损条件下无人机气动特性,仿真无人机损伤多少比例机翼时可保持飞行。设计一个无人机模型,研究基于有限元分析的机翼损伤下的气动分析。在CATIA三维软件中对无人机建模,在ANSYS ICEM中进行模型曲面划分与流场网格划分,ANSYS FLUENT中进行气动分析。先分析完整机翼的无人机模型,再逐步切除一定比例的机翼,对比分析机翼损伤前后的气动特性,得出切除多少比例面积的翼面时无人机模型仍可保持飞行,为将来实际无人机设计和风洞试验提供依据。     

基于ANSYS/CFX耦合的机翼颤振分析

在飞行器飞行气动特性的研究中,为避免传统方法进行颤振点预测时的"准模态"假设,能够更加准确地仿真机翼在流场中的真实运动情况,根据CFD/CSD一体化设计思想,采用了ANSYS/CFX紧耦合算法,对国际标准气动弹性模型AGARD 445.6机翼作了颤振分析,验证性地研究了亚音速和跨音速颤振机理,将仿真计算结果和实验数据进行了比较.表明耦合计算所得的颤振速度和颤振频率和实验值吻合,在亚音速阶段,机翼颤振主要是机翼的弯曲扭转耦合运动引起,而跨音速阶段则主要是机翼的弯曲运动的不稳定性引起,与理论定性分析得到的结果一致,证明ANSYS/CFX全耦合的应用为求解非线性流固耦合问题提供了有效的方法.     

基于Patran和MSC Nastran的现代飞机舱门主结构校核方法

介绍一种现代飞机舱门结构强度分析的方法. 采用Patran和MSC Nastran进行有限元建模和计算,结合自主研发的舱门主结构分析系统进行多工况批处理,高效完成舱门的安全工况及单一失效工况下的强度校核,为舱门设计提供重要的强度依据.     

基于MSC Nastran的轻卡车架结构强度分析

建立某轻卡车架及其简化悬架的有限元模型,计算车架在弯曲、扭转、制动和转向等4种典型工况下的强度,并对应力较大处进行结构优化.     

民用飞机水上迫降数值模拟分析

针对民用飞机水上迫降撞击压力问题缺乏合适的理论分析方法的问题,基于Dytran考虑水一空气两相流体与飞机结构之间的相互耦合作用,通过一般耦合算法实现流固耦合计算;对民用飞机水上迫降过程中机身底部着水压力载荷和着水过程中的飞机俯仰角进行有效数值模拟与水上迫降载荷处理．飞机结构入水时压力在初期达到峰值,然后衰减,在峰值过后会出现小幅波动．     

A method for static aeroelastic analysis based on the high-order panel method and modal method

A method for static aeroelastic analysis based on the high-order panel method and modal method is presented. The static aeroelastic characteristics of flexible wings are investigated using this method. Three-dimensional aerodynamic models of flexible wings are constructed based on the geometry of wing configuration, and the modal method is adopted to achieve the fluid-structure coupling. The static aeroelastic characteristics of the AGARD445.6 wing and a low-aspect-ratio wing are investigated in this study....     

某商用车鼓式制动器热固耦合分析

针对汽车制动鼓温度试验测试成本高、周期长等问题,利用Abaqus建立某商用车鼓式制动器有限元模型,采用完全热固耦合法分析制动鼓的温度场和热应力分布。仿真结果表明：紧急制动工况时,制动鼓的最高温度为156.5 ℃,最高热应力为130 MPa。有限元分析可快速获取制动器在工作状态时的温度和应力分布情况,有利于产品设计和改进,缩短产品迭代周期。     

Boundary control of flexible aircraft wings for vibration suppression

In this paper, we propose a boundary control strategy for vibration suppression of two flexible wings. As a basic approach, Hamilton's principle is used to ascertain the system dynamic model, which includes governing equations – four partial differential equations and boundary conditions – several ordinary differential equations. Considering the coupled bending and torsional deformations of flexible wings, boundary control force and torque act on the fuselage to regulate unexpected deformations of flexible wings. Then, we present the stability analysis of the closed-loop system through Lyapunov's direct method. Simulations are carried out by using finite difference method. The simulation experimental results illustrate the significant effect of the developed control strategies.     

高速列车车厢结构声-振耦合响应数值分析

为研究高速列车运行时结构表面产生的强声压对乘坐环境和结构破坏的影响,针对某型高速列车建立车厢声-振耦合有限元模型,研究车厢的结构模态、室内声场模态及结构-声场耦合系统模态;针对其所处特殊动态环境,计算耦合系统谐响应,考察其振动特点及室内噪声分布情况.计算结果表明,车厢结构低阶模态显示出良好的整体性,在较高频段内以局部模...     

A dynamic stiffness element for free vibration analysis of composite beams and its application to aircraft wings

The dynamic stiffness matrix of a composite beam that exhibits both geometric and material coupling between bending and torsional motions is developed and subsequently used to investigate its free vibration characteristics. The formulation is based on Hamilton’s principle leading to the governing differential equations of motion in free vibration, which are solved in closed analytical form for harmonic oscillation. By applying the boundary conditions the frequency dependent dynamic stiffness matrix that relates the amplitudes of loads to those of responses is then derived. Finally the Wittrick-Williams algorithm is applied to the resulting dynamic stiffness matrix to compute the natural frequencies and mode shapes of an illustrative example. The results are discussed and some conclusions are drawn. The theory can be applied for modal analysis of high aspect ratio composite wings and can be further extended to aeroelastic studies.     

飞机结构整体优化和细节分析

飞机结构复杂,部件众多,连接形式复杂,传统的单一计算方法已很难满足计算要求,为更好地挖掘飞机的承载能力,还要考虑结构局部进入塑性区应力分布.对飞机结构进行有限元分析,有时需同时考虑整体和局部,大型结构采用较密的网格会耗费大量时间、资源等,甚至会导致计算不收敛;局部结构须划分较细的网格才能得到局部构件的细节应力.以某型飞机机翼为例,简单介绍开展飞机结构整体优化和细节分析的方法与流程.     

高超音速二元机翼的颤振响应研究

在飞机结构设计中,非线性因素不可避免.本文以高超音速流下的,在俯仰自由度上含有立方非线性刚度的二元机翼为研究对象,采用平均法及颤振理论研究了超高速飞机机翼的非线性动力学行为,并通过数值计算验证了理论计算的正确性,给出了对比分析结果.     

Parallelized structural topology optimization and CFD coupling for design of aircraft wing structures

A set of structural optimization tools are presented for topology optimization of aircraft wing structures coupled with Computational Fluid Dynamics (CFD) analyses. The topology optimization tool used for design is the material distribution technique. Because reducing the weight requires numerous calculations, the CFD and structural optimization codes are parallelized and coupled via a code/mesh coupling scheme. In this study, the algorithms used and the results obtained are presented for topology design of a wing cross-section under a given critical aerodynamic loading and two different spar positions to determine the optimum rib topology.     

飞行器气动模型辅助导航方法的研究概况与进展

气动模型辅助导航是一种新型的导航方法, 将描述飞行器飞行状态的气动模型信息与现有导航系统信息相融合, 可以提高导航精度和可靠性, 近年来受到国内外学者的关注, 有望成为飞行器的新型自主导航方法. 通过对气动模型辅助导航方法研究现状的调研和分析, 阐述了该导航方法的概念与原理; 分析了目前主要的3 种技术方案—–气动模型/惯性导航融合、气动模型/卫星导航融合、气动模型/惯性/卫星导航融合的各自特点; 对气动模型辅助导航方法与当前几种主要的辅助导航方法进行综合比较, 分析了该方法的技术优势与应用前景; 结合目前的研究现状, 探讨了气动模型辅助导航方法后续研究的关键技术和发展方向. 气动模型辅助导航方法与飞行器的气动模型特性、制导、导航和控制流程密切相关, 该方法的研究有助于推动导航、制导与控制(GNC) 3 个方向的各自发展和深度融合.