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基于ANSYS的飞机安装架强度分析

发布于:2016-05-22 19:02
强度分析

      目前,为了降低维护工作强度,提高电子设备安装、维护效率,机载电子设备通常通过安装架安装固定在飞机机舱内。该安装架不仅要以尽可能轻的自身重量满足可更换单元(LRU)的承载要求,还必须提供各LRU间电缆走线、冷却风量分配、接地及减振等功能的需求,同时满足机载设备恶劣使用环境的要求。先容的安装架上,设备较多,重量重(共100kg),使用过程中需要承受振动、冲击、加速度、炮振等载荷的作用。为了保证能够满足使用要求,在设计过程中,采用ANSYSApp为辅助工具,从加速度,冲击,振动和飞机炮振四个方面对安装架进行了强度分析计算,绘制了各种极限条件下的应力、位移云图,得出了极限应力值、位移值,进而求出安全系数,为产品的设计提供了强有力的依据。
      为了简化模型,提高计算效率,将各外部加载对象的重量用质心替代的方法来等效。为了减小下步网格划分的数量,首先建立7个为原尺寸半高的长方体,然后将这7个长方体划分网格,最后在各部分顶部的几何中心通过分网之后的节点创建7个单元类型为MASS21的质心单元并赋予不同的重量,这种等效替代方法对于误差影响不大,准确可行。
      为了使分析结果更加精确,对安装架、螺栓和外部对象采用不同的网格划分方式,为了尽可能的减小分网后问题网格的数量,采用的划分网格大小如表所示。这样,不但可以减少一定的计算量,而且不同的划分方式更能准确的模拟的实际工况,使得计算结果更加准确,分网后的模型如图所示。
      由使用条件可知,安装架遭受的冲击为非重复冲击。故采用冲击时间为一个周期。安装架为7075T651铝合金材料,在冲击载荷下极易发生塑性变形。外物冲击应该考虑几何非线性、物理非线性,边界接触非线性。
      该安装架通过高低温、振动、冲击、加速度等试验的实际验证,完全能够满足使用要求。本研究以机载安装架为研究对象,利用ANSYS软对不同极限条件下安装架的强度进行了仿真分析,经试验验证安装架的强度满足使用要求。


                                                                                  专业从事机械产品设计│有限元分析│强度分析│结构优化│技术服务与解决方案
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