[發(fā)明專利]一種基于abaqus板體耦合的航空薄壁支架強度分析方法

有效

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• 申請日: 2018-12-04
• 公開（公告）號: CN109684675B
• 公開（公告）日: 2023-04-18
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 左朋杰;陸冠;張偉濤;陳松松;孫祥
• 申請（專利權(quán)）人: 中國航空工業(yè)集團公司西安飛機設(shè)計研究所
• 主分類號: G06F30/15
• 分類號: G06F30/15;G06F30/23;G06F119/14
• 代理公司: 中國航空專利中心 11008
• 代理人: 杜永保

本發(fā)明屬于飛機強度試驗設(shè)計技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于abaqus板體耦合的航空薄壁支架強度分析方法。該方法是航空薄壁支架在進行強度分析時，將支架簡化為板單元，忽略圓角、倒角局部細節(jié)，在板模型的接觸面附近重新定義接觸體，建立接觸關(guān)系，根據(jù)兩接觸體之間連接件的傳力情況確定孔邊約束，根據(jù)薄壁零件的受力情況，采用coupling單元施加載荷情況，將上述形成的計算模型提交計算，最終輸出計算結(jié)果，根據(jù)計算結(jié)果提出改進意見，基本的設(shè)計細節(jié)確定之后；再進行倒角、圓角優(yōu)化分析。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于飛機強度試驗設(shè)計技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于abaqus板體耦合的航空薄壁支架強度分析方法。

背景技術(shù)

有限元教材、相關(guān)的論文等給出的模擬接觸邊界條件的算法均是把結(jié)構(gòu)簡化為體單元，一般為四面體單元，這樣的網(wǎng)格劃分方法導(dǎo)致計算模型規(guī)模大，計算機運算量大，運算時間長；在MA700飛機及以往型號研制中，也是把支架簡化為體單元進行計算，結(jié)果經(jīng)常出現(xiàn)幾天時間才完成一個載荷情況的計算任務(wù)，對于飛機上大量的薄壁支架、很多的載荷情況而言，這樣的計算效率是很難接受的。

模擬接觸邊界條件的算法均是把結(jié)構(gòu)簡化為體單元，一般為四面體單元，這樣的網(wǎng)格劃分方法導(dǎo)致計算模型規(guī)模大，計算機運算量大，運算時間長對于不采用接觸邊界條件的計算模型，由于邊界條件模擬缺陷，難以給出準確的計算結(jié)果，不能憑借這樣的計算結(jié)果作出設(shè)計判斷；對于大量存在的只有兩個連接件的支架，不采用接觸邊界條件，計算結(jié)果幾乎沒有使用價值。

發(fā)明內(nèi)容

發(fā)明目的：為了準確合理地模擬支架的邊界條件，提出一種基于abaqus板體耦合的航空薄壁支架強度分析方法。

技術(shù)方案：一種基于abaqus板體耦合的航空薄壁支架強度分析方法，在航空薄壁支架在進行強度分析時，將支架簡化為板單元，忽略圓角、倒角局部細節(jié)，在板模型的接觸面附近重新定義接觸體，建立接觸關(guān)系，根據(jù)兩接觸體之間連接件的傳力情況確定孔邊約束，根據(jù)薄壁零件的受力情況，采用coupling單元施加載荷情況，將上述形成的計算模型提交計算，最終輸出計算結(jié)果，根據(jù)計算結(jié)果提出改進意見，基本的設(shè)計細節(jié)確定之后；再進行倒角、圓角優(yōu)化分析。

進一步的，所述倒角、圓角優(yōu)化分析方法為：將薄壁零件局部細節(jié)簡化為體單元，根據(jù)采用板單元分析得到的局部載荷，建立局部模型進行分析，根據(jù)分析結(jié)果優(yōu)化設(shè)計。

進一步的，板模型通過有限元前處理軟件或CATIA建立。

進一步的，所述連接件包括鉚釘和螺栓。

有益技術(shù)效果:本方法分析時間縮短明顯縮短，效率大大提高，設(shè)計迭代順暢，能滿足設(shè)計效率要求，計算模型的收斂性好。

具體實施方式

一種基于abaqus板體耦合的航空薄壁支架強度分析方法，在航空薄壁支架在進行強度分析時，將支架簡化為板單元，忽略圓角、倒角局部細節(jié)，在板模型的接觸面附近重新定義接觸體，建立接觸關(guān)系，根據(jù)兩接觸體之間連接件的傳力情況確定孔邊約束，根據(jù)薄壁零件的受力情況，采用coupling單元施加載荷情況，將上述形成的計算模型提交計算，最終輸出計算結(jié)果，根據(jù)計算結(jié)果提出改進意見，基本的設(shè)計細節(jié)確定之后；再進行倒角、圓角優(yōu)化分析。

以螺旋絲杠作動器在機翼后梁上的安裝支架為了，載荷方向為絲杠方向，支架材料:7050T7451。強度分析分析步驟如下：

通過有限元前處理軟件或CATIA建立有限元模型，單元類型為CQUAD4、CTRIA3，對應(yīng)的ABAQUS單元類型為S3R、S4R。

ABAQUS提供了導(dǎo)入第三方模型的接口，單擊菜單File-Model…打開Import?Model對話框，通過對話框中的“File?Filter”下拉菜單選擇導(dǎo)入的文件類型，通過路徑和文件名找到所需導(dǎo)入的模型文件。導(dǎo)入NASTRAN模型文件界面。導(dǎo)入的有限元模型,導(dǎo)入的板單元特性。