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仿真技能助力航空航天与国防职业立异

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  • 发布日期:2012-03-07 21:52
  • 有效期至:长期有效
  • 技能区域:广东湛江市
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具体阐明

纵观曩昔1 0 0 年间飞机的演进革新,技能展开的脚步明晰可见。在航空航天与国防职业展开的开始阶段,飞机制作首要选用木材与织物。到1919年,首架全金属飞机初翔漫空。Junker sJ-13(后来称为F-13)不但是首架全金属飞机,并且在技能上完结的腾跃也使其成为首架实用性悬臂式单翼机。
 
仅仅在5年之后,Junkers的飞机供货量即已占全球运送机的40%。1933年,另一架立异型飞机道格拉斯DC-1初次升空。DC系列飞机(DC-1、-2与-3)大获成功。以科技推动规划与成形的办法是此款飞机规划的要害要素之一。其成形归功于广泛的风洞测验,这些测验降低了机翼/机身接缝湍流,一起增强了襟翼的有效载荷。最近,两款更具立异性的飞机规划是洛克希德·马丁公司(Lockheed Martin)的F-117隐形飞机和波音(Boeing)787产品立异的各个阶段都选用可使这些规划得以完结的要害技能。拜20世纪70年代后期开发的工程软件与核算功用所赐,F-117具有异乎寻常的网格曲面外形。Lockheed Martin公司开发的核算机程序名为Echo,可以使飞机完结隐形。现在,Boeing 787有望成为首架大部分结构选用复合资料制作的商用飞机。
 
从航空航天与国防职业的展开史可以十分明晰地看到,重大突破(无论是飞机、卫星宇航员太空服仍是其它成功的新产品)的动力来自于资料、技能与办法范畴的立异。SIMULIA的实践仿真处理计划使企业可以改善现有工艺并开发新办法。咱们的研制团队致力于开发新的剖析功用,改善高功用核算,完结真实的多物理场仿真,一起还可供给完结多范畴优化所需的东西。这些功用旨在为职业特定的作业流程供给支撑,并且也是推动航空航天与国防立异的柱石。
 
 
新趋势:仿真事情,而不只限于载荷工况

传统上剖析航空航天与国防结构是为了满意特定载荷工况。这种载荷工况或许是静态载荷、动态载荷或热载荷。但实践上,飞翔器遭到的影响包含“事情”,而不只仅是“载荷工况”。例如,起落架的载荷工况或许是特定的笔直力和侧向力。可以把它与实践下降事情比照,此进程中需求放下起落架,起落架确定到位,起落架需接受空气动力,在下降之前有或许遭到鸟类或碎片碰击,然后在着陆时会遭到跑道冲击。为限制代表上述事情的载荷工况现已做出了一些假定。公司现在正在削减其所做假定的数量,以便更精准地仿真此事情并了解其产品的功用。为了逼真地仿真此事情,相关核算机模型有必要整合机械体系、操控体系、流体建模、显式动态冲击建模、非线性应力剖析、触摸行为以及损害模型(甚至或许还包含复合资料损害模型)。此外,业界还期望可以优化这些杂乱的模型。
 
Abaqus FEA可供给履行完好事情仿真所需求的技能,这种技能使企业可以大力展开其办法,然后充沛发挥这些实践仿真功用的优势。
 
大规模非线性剖析

传统上非线性剖析用于在组件层面了解接合细节、毛病形式以及复合资料开裂问题。现在,非线性FEA更多是用于全体航空器结构的大规模仿真,如:机翼组件、机身框体和尾翼2。从前,此类剖析仅仅作为规划晚期或许更靠后期阶段的终极使命,用于处理与制作或认证相关的难题。不过,制作商现在正在开发一些剖析办法与工艺,可以早在制作和测验之前的规划阶段即可运用高档非线性剖析。
 
高功用核算(HPC)是大规模非线性仿真的要害需求。大型航空航天模型或许有1000~2000万的自由度(DOF)、5000多个独立部件、10000个紧固件界说以及触摸和粘结面界说。处理这些大规模问题需求几十、甚至几百个处理器并行作业。SIMULIA开发团队正在开发可以充沛发挥当今核算资源优势的新算法。
 
 
全盘掌控

新办法的开发与施行带来了一种需求,要将这些办法作为规范程序来获取和同享。大型模型与多重仿真运转使命也带来办理与维护新建数据的需求。SIMULIA开发了新的仿真全生命周期办理(SLM)处理计划。新产品套件可供给在线协作功用,使涣散的团队可以轻松同享仿真办法和成果,然后大大提高对决议计划进程的决心。此外,它还可以供给在个人级、作业组级和/或企业级进行仿真数据办理的功用。数据办理包含流程、模型文件、装备数据、需求以及成果。
 
 
客户是要害

 Kyle Indermuehle说:咱们新产品功用的开发很大一部分源于客户要求的增强功用以及与客户及协作伙伴的直接协作。其间与波音商用飞机集团的协作使咱们可以在Abaqus/Standard中供给虚拟裂纹闭合技能(VCCT)。SIMULIA还参加了FAA杰出中心研讨会和CMH-17(复合资料手册)作业组。经过与职业及客户展开协作,咱们不只可以充沛了解航空航天与国防职业的工艺与仿真要求,一起还能会集开发力气处理实践工程难题。


作者简介:
Kyle Indermuehle现任SIMULIA职业处理计划司理,致力于航空航天与国防职业(尤其是复合资料方面)的研讨。在SIMU?LIA任职之前,Kyle从前参加过各种航空航天项目,包含Pratt & Whitney RL10B-2火箭引擎、无人飞翔器剖析与测验以及卫星研讨。Kyle分别在普渡大学(Purdue University)和加州大学圣地亚哥分校(UCSD)获航空航天工程理科学士学位和结构工程理科硕士学位。

 
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