虚拟仿真技术在飞机轻量化设计中的应用

《虚拟仿真技术在飞机轻量化设计中的应用》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、封面文章COVERSTORY虚拟仿真技术在飞机轻量化*设计中的应用ApplicationofVirtualSimulationTechnologyinLight-WeightDesignofAircraft 中航工业沈阳飞机工业（集团）有限公司　 王碧玲　 刘本刚　 许世娇华中科技大学机械工程学院　 肖　蜜　 万应兵　 　 　 力学仿真可分为静力学仿真和动力学仿真，对应的优化方法称为静态优化和动态优化，其中动态优化设计算法更加复杂，但往往可获得同时具有良好静、动态特性的构件。随着计算机技术、网络技术和虚拟仿真技术的发展，基于分布式协同、云技术和网格计算的多目标优

2、化将成为轻量化结构设计的发展方向。DOI:10.16080/j.issn1671-833x.2015.17.032王碧玲增材制造技术不仅实现了设计减重目标实现较困难。而基于支持工学博士，高级工程师，工艺研究与制造的无缝链接，还以其革命性的全数字化、高柔性的3D打印技术，部助理，主要从事飞机数字化制造技术“大幅节省原材料”和“制造灵活性，使结构优化设计从根本上突破了传研究与应用工作，主要研究方向为增材制造。近年来，作为课题主要参研人员，得到了广泛应用。由于无需模具的统制造工艺的严格限制，显著增大了参与了多项国家级重大课题研究，并承自由近净成形工艺技术特点，使其非优

3、化设计的自由区域，无疑明显提高担了一项沈阳市科技创新专项课题及若常适合于小批量、结构复杂、多品种、了优化设计的效率和减重效果。（2）干科研攻关项目，取得了诸多重大成果[1]轻质结构的机械加工制造。因此，增材制造技术实现了设计、制造的一且已在飞机研制中得到广泛应用。增材制造技术将在航空制造领域得体化，保证了产品与设计模型间高度到更广泛的应用，这将提升轻量化设的一致性，实现了产品研制的“所见计在飞机结构研制中的地位和增强即所得”，极大提高了结构轻量化设仿真技术在结构效率优化中的显著计和虚拟仿真结果的准确性和有效作用，这主要基于以下几个方面的思性，即轻量化设计结果直接

4、“驱动”考：（1）传统轻量化设计由于受限于制造，大幅缩短了产品研制周期。（3）*沈阳市科技创新专项资金:航空复杂金属零传统制造工艺的严格约束，优化空间增材制造技术为优化后的复杂构件件激光选区熔化增材制造技术研究（项目编号：F15-035-2-00）。受到限制，导致结构的优化效率低，加工提供了保障。由于结构优化可32航空制造技术·2015年第17期封面文章COVERSTORY导致拓扑、形状和尺寸的显著变化，F-22在材料使用和飞机性能方面的仿真分析软件来完成。该求解过程甚至不可预测，传统制造技术往往不对比。数据表明，F-22结构重量系涉及力学仿真、流体仿真、热分析

5、、电适合甚至不能加工，如蜂窝结构、封数大幅下降，这为显著提升战机动能磁仿真、虚拟样机仿真（多体系动力闭结构等，而增材制造技术由于其逐奠定了关键基础。学分析）等。力学仿真可分为静力点成形原理，为此提供了可行的解决目前，实现结构轻量化的途径主学仿真和动力学仿真，对应的优化方途径。（4）基于先进制造技术的不要有结构设计轻量化、材料轻量化、法称为静态优化和动态优化，其中动[3]断应用，四代机对结构提出了更高的结构制造轻量化。其中，结构设计态优化设计算法更加复杂，但往往可减重要求。轻量化，即结构轻量化设计，是指基获得同时具有良好静、动态特性的构[4]总之，随着增材制造技术

6、不断应于刚度、强度、疲劳寿命、动态特性等件。随着网络技术和虚拟仿真技用，制造工艺对零件设计的约束不断分析，通过拓扑优化、尺寸优化和形术的发展，基于云技术和网格计算的弱化，极大扩展了零件优化设计的自状优化方法在设计阶段对结构拓扑、多目标优化将成为轻量化结构设计由空间，同时随着对飞机轻质结构的形状、尺寸进行优化，实现满足设计的发展方向。迫切追求，使轻量化设计在飞机研制性能要求下的结构减重目标。例如：中的作用越来越显著，而其中数值方使结构具有最佳的材料分布，提高结飞机结构优化设计方法及仿法和虚拟仿真技术是实现结构轻量构效率。材料轻量化是指通过采用真技术化设计的关键因素

7、。因此，在分析飞高强轻质材料，达到减重目的。结构1优化设计常用方法机轻量化设计技术基础上，分析仿真制造轻量化指应用新的成型工艺和结构优化设计可概括为3个阶技术在飞机结构轻量化中的应用特连接技术(如激光拼焊等)实现轻量段：截面尺寸优化设计、形状优化设点和技巧，对显著提高飞机的结构效化，包括大型复合材料整体成形、增计和拓扑优化设计。尺寸优化以结率具有重要意义。材制造技术等。构截面尺寸作为设计变量，在以有限在国外，发达国家已经基本实现元方法作为结构分析手段时采用常飞机轻量化设计及仿真了从轻量化材料开发运用、零件轻量规单元的几何变量作为参数，其最优飞机的结构重量和结构设

8、计水化设计、轻量化制造工