复合材料前掠翼设计与CFD/CSM一体化分析

提出了一种全复合材料前掠机翼的设计与CFD/CSM一体化分析流程。首先进行了机翼气动分析,获得不同迎角下的机翼气动特性;然后根据机翼结构各部件的传力特性,基于等强度原则确定了各部件的形状和尺寸并完成了变截面复合材料部件的铺层设计;最后通过CFD/CSM载荷传递进行了机翼结构的力学性能分析。CFD/CSM一体化计算结果满足设计技术指标;与传统金属机翼相比,结构减重达40%,刚度提升约30%。说明该设计方案在机翼的初步设计阶段具有良好的参考价值。     

复合材料斜交网格机身结构

该文介绍了斜交网格结构,包括这种结构的诞生、特点和发展历史.回顾了民用飞机机身典型的结构形式,对刚架结构、硬壳式结构、半硬壳式机身结构形式作了简要介绍和分析.论述了斜交网格结构在航天和航空领域的应用情况,以及目前国际上运用复合材料斜交网格结构所取得的进展.将复合材料斜交网格结构与传统结构进行了对比分析,给出了复合材料斜交网格结构所具有的潜在结构优势.最后在对比分析的基础上,对这种结构在复合材料机身上的应用前景进行了探讨.     

基于ISIGHT的复合材料机身优化设计研究

对机身等直段受气密载荷作用时蒙皮铺层的优化设计进行初步研究。将有限元软件NASTRAN求解器与遗传算法相结合,通过ISIGHT软件实现具体流程,并通过C++编程弥补ISIGHT的不足。分析得出了在气密载荷作用下,最优的机身等直段蒙皮的铺层顺序、铺层角度和层数。将优化前后复合材料机身对比,机身等值段减轻了16.2%的机身结构重量;与A320-200金属机身对比,相应机身段减轻了26.5%,提高了结构效率。该方法可实现读取初值、计算和读取结果整个过程的自动化,减少了大量计算时间。     

某种翼吊发动机安装结构应力分析方法研究

对一种大涵道比翼吊发动机安装结构进行传力特性分析。通过静力分析可得到工作载荷下各部件内力的理论解。建立了安装结构部件载荷分析的有限元模型。进行了安装结构在工作载荷下的静力试验,理论分析模型和有限元模型计算的结果与静力试验结果相符。根据得到的前安装框所受外力载荷,进行了前安装框的有限元建模方法研究。与实测结果对比表明,计算结果较为精确。     

某型机机身前段安装大尺寸天线罩后的静压孔布局研究

某型机在机身前段安装的大尺寸天线罩改变了机身压力分布,自身还产生了尾涡流。采用CFD和风洞试验方法研究表明天线罩使机身前段压力升高,天线罩前方可找到静压力系数接近0且随迎角和侧滑角变化很小的区域用于布置静压孔。测试发现天线罩尾流区内总压降低可达6%。机身前段的压力系数随着雷诺数增加有降低趋势。     

框架式油压机整板焊接机身的合理设计

机身作为油压机主要零部件的安装基础,承受着工作中的全部载荷,因此机身设计的好坏对整机的使用性能、制造工艺性及生产成本均有很重要的意义。框架式油压机是一类用途广泛的油压机,其机身的结构要依据主缸工作力、工作台面的大小等不同而优化设计,并要合理地进行强度计算与校核,还可以采用先进的有限元方法进行应力和位移分析。     

基于载荷设计的电动飞机复合材料机翼结构优化方法及试验验证

基于柔度法静气弹分析方法,对电动飞机复合材料机翼考虑气动弹性载荷的结构优化方法进行研究。以考虑翼型弯度的涡格法计算机翼气动载荷,并与CFD计算结果进行对比,验证其准确性。使用遗传算法对机翼结构进行铺层优化,以铺层度及铺层角度百分比为优化变量,结构重量最低为优化目标,强度及复合材料工艺性作为设计约束,对机翼结构进行优化,计算强度时考虑气动弹性载荷。最后通过静力试验验证仿真结果的准确性。研究表明直机翼考虑气动弹性载荷后翼根弯矩、剪力及扭矩均有增加,基于该优化方法可设计合适的机翼结构刚度,在满足强度设计要求同时能达到减重目的。     

液压油箱模型散热性能的研究

以开式液压油箱为对象,简单介绍研究背景,依托CFD—ACE+系列流体仿真软件平台,建立油箱模型,对高温油液在油箱中的流动特性和传热特性进行计算。论文为液压系统热平衡的研究以及油箱结构的优化提供了重要依据。     

二维多层复合材料飞机风挡电热防冰系统数值模拟

本文应用FENSAP-ICE软件,对多层复合材料飞机风挡电热防冰系统表面温度进行了二维CFD数值计算,结果显示计算的温度分布趋势与试验值相符,风挡玻璃下部温度高于上部,但FENSAP-ICE软件的计算结果偏保守。     

基于气动弹性载荷的电动飞机复合材料机翼结构优化及试验验证

基于柔度法静气弹分析方法,对电动飞机复合材料机翼考虑气动弹性载荷的结构优化方法进行研究。以考虑翼型弯度的涡格法计算机翼气动载荷,并与计算流体力学(CFD)计算结果进行对比,验证其准确性。使用遗传算法对机翼结构进行铺层优化,以铺层度及铺层角度百分比为优化变量,结构质量最低为优化目标,强度及复合材料工艺性作为设计约束,对机翼结构进行优化,计算强度时考虑气动弹性载荷。最后通过静力试验验证仿真结果的准确性。研究表明直机翼考虑气动弹性载荷后翼根弯矩、剪力及扭矩均有增加,基于该优化方法可设计合适的机翼结构刚度,在满足强度设计要求同时能达到减重目的。     

氧化铝纤维增强铝硅基复合材料活塞烧蚀性能

为了研究氧化铝纤维增强铝硅基复合材料活塞的烧蚀性能,对氧化铝纤维及复合材料进行了性能测试及分析.利用所建的烧蚀试验装置测试了复合材料试件的烧蚀性能,并对复合材料的烧蚀机理及烧蚀模型进行了探讨.最后通过建立活塞的有限元模型,分别对铝硅合金活塞和复合材料活塞进行了烧蚀预测计算和对比研究.结果表明:氧化铝纤维增强铝硅基复合材料具有致密的网络结构和较大的高温强度,在高温高速气流的冲击下,仍能使材料整体保持很好的结构,材料的线烧蚀量和质量烧蚀量较小;复合材料的烧蚀机制是熔化烧蚀和气流剥蚀的共同作用;所建烧蚀模型及有限元计算方法可以很好地对活塞的烧蚀进行预测,在相同工况下,氧化铝纤维增强铝硅基复合材料活塞的烧蚀量与铝硅合金材料相比非常小,是活塞理想的材料.     

全三维的复合材料升降舵结构设计与表达技术

正0引言复合材料由于其本身具有的优异性能已被广泛应用于航空领域,在飞机上的应用从口盖、整流罩到次级承力结构的操纵面开始,已逐步过渡到机翼、机身等主承力结构。波音787飞机的复合材料用量已达到了50%,采用先进的缠绕工艺制造的整体化机身结构技术成功引导了复合材料结构设计与制造的发展方向。为提高某大型水陆两栖飞机的市场竞争力,升     

复合材料机身对接壁板双向拉伸试验研究

为研究复合材料机身环向对接壁板受轴向和环向拉伸载荷下的耐久性/损伤容限问题,设计了一种新型壁板双向拉伸试验装置;可在单轴试验机上实现双向拉伸载荷,提高疲劳试验加载频率,降低试验成本。利用有限元分析和各向同性基准件验证试验两种手段对试验装置的有效性进行了评估,满足工程要求。利用双向拉伸试验装置对复合材料机身环向对接壁板进行了耐久性/损伤容限试验,结果表明,机身环向对接壁板满足静强度要求,由于对接区金属和复合材料混合结构的冲击损伤阻抗较强,在耐久性试验和剩余强度试验后未发生损伤扩展。试验结果为复合材料机身设计提供了一定的依据。     

机身等直段截面弯曲刚度有限元等效计算方法

飞机机身截面弯曲刚度传统计算方法是参考结构力学,计算出截面的惯性矩,从而得到截面的弯曲刚度。这种方法计算过程比较复杂,对于飞机机身这种大型结构,要得到不同机身截面的弯曲刚度,需要很大的工作量。本文介绍了一种有限元刚度等效方法计算飞机机身等直段截面弯曲刚度,并与传统的结构力学方法计算的结果进行了比较,可知这种方法简化了计算过程,计算结果也满足工程计算要求。     

80MN快速锻造液压机工作缸及机身静力分析

利用SolidWorks对80 MN速锻造液压机工作缸和机身结构进行了三维实体建模,并运用有限元分析软件ANSYS Workbench对其进行了静力分析,计算出了其不同工况下的位移和应力分布云图,分析总结了机身结构设计的力学特点,为其结构的进一步优化设计提供了依据。     

地铁站台层结构对火灾烟气扩散与控制的影响

由于地铁站台层空间狭小,建筑结构形式如楼梯的位置设置及开口朝向方式、屏蔽门的安装等,对火灾烟气的流动会产生较大的影响。采用CFD方法,对岛式站台层内车厢中央位置着火时的烟气扩散进行数值模拟,比较楼梯结构、屏蔽门对火灾烟气扩散的影响。结果表明：站台层楼梯位置、结构、屏蔽门对烟气扩散都会产生极大的影响。楼梯开口朝向不同,可以使得排烟效率最高相差22.3%,温度最高相差53 K;安装屏蔽门后,大部分烟气被限制在轨道区域内,减少了高温烟气的危害,并提高排烟效率。优化楼梯结构设计及安装屏蔽门来实现对站台层火灾烟气的优化控制是切实可行的。     

基于一维CFD仿真技术的装甲车辆冷却空气系统设计

为了研究装甲车辆冷却空气系统结构参数与性能参数之间的影响,提出一种有效的一维计算流体动力学(CFD)仿真方法建立动力舱模型.利用主要部件的性能实验数据建立了某装甲车辆动力舱一维CFD仿真模型,并对风道结构参数、风道阻力、冷却风流量以及风扇功耗等主要设计参数进行仿真预测和优化.结果显示,当散热器高度h在125~214 mm之间变化,风扇位置L在100~200 mm之间变化时,对冷却空气系统的性能影响不大,同时又满足对动力舱空间的限制要求.     

复合材料螺旋桨水动力性能与结构响应数值研究

通过CFD计算复合材料螺旋桨水动力载荷,应用有限元法计算复合材料桨结构响应,并基于双向耦合算法实现复合材料螺旋桨在均匀来流下的流固耦合数值模拟.研究了不同进速系数和不同铺层角度工况复合材料螺旋桨的水动力性能及结构响应.结果表明,在进速系数J ≤ 0.8时,复合材料螺旋桨的推进效率明显高于同工况下的金属螺旋桨.随进速系数增加,复合材料螺旋桨推进效率先增加后减小,在进速系数J = 0.8时取得最大值.桨叶总变形和等效应力分布与铺层角度有较大关系.复合材料螺旋桨的螺距角较金属螺旋桨减小,减小的螺距角与桨叶攻角的变化相匹配,自适应地提高了该螺旋桨的推进效率.      

一种新型的AgriCAE软件研制与开发

针对农机部件工作过程分析和优化设计中存在的问题,基于离散元法(DEM)、计算流体动力学(CFD)和平面多刚体运动学(PMBK)及其耦合,自主研发了一种新型CAE软件——AgriCAE(Agricultural CAE).阐述了AgriCAE软件的结构及其关键技术的实现方法,包括农机部件分析模型的建模方法、颗粒建模方法、DEM-CFD-PMBK耦合分析计算方法等.通过实例验证了该软件的可行性和有效性,为农机部件工作过程分析和优化设计及数字化设计建立了一种新方法.     

基于系统仿真和CFD的双系统冷凝器管路优化

将制冷系统仿真与计算流体动力学（CFD）模拟相结合,对一风冷双系统屋顶机的冷凝器进行管路布置的优化研究.CFD模拟空气的流动,得到冷凝器迎风面速度分布.通过制冷系统模型,对管路布置优化前后的冷凝器和制冷系统进行仿真计算.从部件和系统两个层面评价管路布置的改善效果.在部件层面,改进后的管路布置使冷凝器的换热量提高24.1%.在系统层面,单个系统运行时的制冷量增加3.6%,制冷系统性能系数（COP）提高8.1%.本研究思路对于相关产品的优化设计具有参考价值.