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终结航空航天产品研发缺陷是嘛

发布时间:2021-07-14 06:24:08 阅读: 来源:视保屏厂家

终结航空航天产品研发缺陷

现代制造工业是CAE技术发展的摇篮,各种CAE技术正是在以航空、航天、汽车、船舶、电子为主的实际工业应用的推动下,在不到半个世纪时间里迅猛发展起来的。在这些工业领域,CAE技术涵盖了计算结构力学(MCAE)、计算流体力学(CFD)、计算电磁学(CEM)等诸多学科专业分析,以及结构、热、流体、电磁多场耦合为核心的Multiphysics(多物理场)分析。与其他工业行业相比,这些工业对CAE技术具有最全面的需求。

CAE技术在中国航空航天工业的应用已有30多年的历史,各类 CAE技术在产品设计制造方面发挥着巨大作用,有效解决了本行业的诸多难题,为顺利研制新机型发挥了不可缺少的作用。但航空航天业内人士比谁都清楚,航空航天产品的特殊性对设计质量的要求可以说比任何种产品都苛刻。在这个行业,大家追求的目标已不是最快地解决设计难题,而是终结研发缺陷。

飞机耐化学腐蚀、耐高温等性能优良的聚偏氟乙烯(PVDF)为高份子基体结构仿真

随着大型计算机及工作站的出现和大量工程应用软件的投入使用,使得飞机型号设计复杂的工程问题得以用有限元法进行分析。

ANSYS软件可以对飞机的各大部件如机身、机翼、舵面、发动机短舱、气密舱、起落架等进行常规的结构分析、热分析、空气动力分析、电磁分析,而且其强大的多物理场耦合功能可进行诸如流体-固体耦合、热-结构耦合、磁-结构耦合以及电-磁-流体-热-结构耦合分析,活跃在国内外知名飞机研制企业中,满足飞机设计中的所有分析需求。

◎ANSYS强大的动力响应分析功能可以快速地进行模态和振型计算

◎ANSYS提供的模态综合法为整机大模型的模态计算以及灵活的设计提已取得法规许可和临床利用供了方便

◎ANSYS的复合材料功能特别适合于有大量复合材料的飞机系统

◎ANSYS LS-DYNA为机身在振动、冲击等作用下的动力分析提供了有效的手段

◎解决动态撞击问题也是ANSYS的优势所在,通过ANSYS的分析计算可以得到真实的飞鸟和飞机的撞击效果以及合理的耐撞结构

航空航天气动分析

为了满足航空航天飞行器在研制过程中用更多的气动分析来代替试验,降低研制成本,缩短研制周期的目标,需要准确可靠的气动分析程序完成飞行器研制中的常见气动分析。例如大迎角分离流动,亚、跨、超音速全机气动力计算,多段翼地气动计算,翼身-挂架-推动新材料产业调和发展、错位发展外挂的跨音速小扰动计算,翼身组合体跨音速全速势方程计算,进排气系统的内流计算等等。国内多家航空航天企业利用ANSYS CFX进行准确的气动模拟。

航天飞机气动分析

航天领域气动分析的特点是通常会有高马赫数,强激波和气动加热等现象。ANSYS CFX同样在航天飞机、导弹等航天器的气动分析中有着广泛的应用。

导弹流场马赫数分布

机载天线及RCS设计

天线设计是根据无线电系统提出的要求设计满足性能指标的天线。特殊的航空航天器,如军用航空航天器,除了满足性能指标的天线设计外,还要求有隐身或部分隐身能力,以提高其在战场上的存活率。安世亚太提供的FEKO电磁解决方案在天线设计、RCS、电大尺寸问题等方面中得到了广泛的应用, 代替试验获得天线性能和飞机的RCS指标。

电磁兼容及干扰

对航空航天器各种电子设备进行分析和优化设计极为重要。ANSYS CEM解决方案提供了从对电子器件、设备的分析与设计到对电子系统的电磁兼容性分析等一整套完整的电磁场分析解决方案,以及电磁场/热耦合分析解决方案。另外,安世亚太提供的FEKO、Cable Model及PCB Model电磁场、电磁兼容及干扰分析模块提供从微波器件与微带电路分析-电磁兼容(EMC随着经济的回暖)/电磁干扰(EMI) 分析。

机载天线分析

航空电子产品热设计

现代机(弹)载电子设备由于受条件限制,都要求重量轻、体积小。另外,为了提高电子产品的工作性能,其功率往往很大。根据美国空军的统计,在机(弹)载电子设备失效的原因中,有超过50%是由于温度引起的,因此电子产品的热设计是电子产品可靠性设计的最主要内容。目前,国内多家航空企利用ANSYS针对航空航天器电子产品热设计及电/磁/热耦合分析。

某机载电子产品冷却分析

航空发动机仿真

现代航空发动机设计对CAE分析的要求呈现三大趋势:一是对分析的精度要求越来越高、二是需要分析的对象越来越庞大和复杂(系统级分析)、三是对多物理场耦合分析尤其是流固耦合分析的需求越来越多。针对航空发动机研制过程中的典型CAE问题,安世亚太从航空发动机结构、流体、电磁、耦合及关键零部件的设计分析,提供全面的仿真解决方案。

航空发动机分析

导弹设计

广泛应用于航天工业的CAE软件,已经成功地解决了导弹设计中关于总体、零部件、发射系统、视景系统和战斗部设计中的空气动力分析、静强度刚度分析、振动模态和动力响应分析、稳定性分析、热分析、电磁分析等。安世亚太提供的CAE软件产品为其导弹的设计和制造提供可靠依据。

卫星设计

卫星是高度密集现代航天技术的集合体,涵盖了结构设计与优化,结构热变形分析、热计算、电磁兼容分析、星/箭耦合特性分析,及返回式卫星和飞船撞击计算等。ANSYS结构优化分析功能采用参数建模的方式,可以使卫星方案和卫星结构的优化计算分析既简便又快捷;ANSYS权威的耦合分析功能,能够非常简便地计算分析结构的热变形、热应力和卫星设备电磁兼容及热分析。

结语

中国航空航天工业在CAE应用方面迈着坚实的步伐,各类 CAE技术在产品设计制造方面发挥着巨大作用,有效解决了航空航天行业的诸多难题,为顺利研制新机型发挥了不可或缺的作用。安世亚太为中国航空航天工业的产品设计提供空前全面的解决方案,从结构、气动、电磁等各方面全面解决产品设计中的问题,终结产品设计缺陷,提高产品质量,显著缩短产品研发周期。 (end)

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