基于ANSYS的飞机安装架强度分析.pdf

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1、第5期2012年lO月机电元件V01．32No．5ELECTRoMECHANICALCoMPoNENTS0cL2012基于ANSYS的飞机安装架强度分析青春，赵越超，于慧敏(沈阳兴华航空电器有限责任公司，沈阳110144)摘要：本文以飞机安装架为研究对象，利用ANsYS软件为辅助工具，对不同极限使用条件下，安装架的强度、刚度进行了仿真分析，得到了相应的应力、位移分布，为结构改进提供了理论依据。关键词：飞机安装架；强度分析；ANSYsDoi：10．3969／j．issn．1000—6133．2012．05．011中图分类号：TMl53．5文献标识码：A

2、文章编号：1000—6133(2012)05一0044—06TheStrengthAnalysis0fanAircraftInstaUationFrameBasedonANSYSQlNGChuⅡ，ZhaoYue—chao，YuHui—min(ShenyangXinghuaAviationElectricaICo．，Ltd．，Shenyang110144，China)Abstract：Thispaperhasanairc瑚血installationfrarnetobeatarget，andusesthe6niteelementanalysissoft—

3、wareANSYStocomputethedistributionofthestiffllessandstren昏hoftheinstallationfhnleindifkrentconditions，pmvidingtheoreticalbasisforthestmctureimprovement．Keywords：aircraftinstallationframe；stren昏hanalysis；ANSYS1引言目前，为了降低维护工作强度，提高电子设备安装、维护效率，机载电子设备通常通过安装架安装固定在飞机机舱内。该安装架不仅要以尽可能轻的自身重

4、量满足可更换单元(LRu)的承载要求，还必须提供各LRU问电缆走线、冷却风量分配、接地及减振等功能的需求，同时满足机载设备恶劣使用环境的要求。文中介绍的安装架上，设备较多，重量重(共100kg)，使用过程中需要承受振动、冲击、加速度、炮振等载荷的作用。为保证满足使用收稿日期：2叭2—09一08要求，在设计过程中，采用ANSYs软件为辅助工具，从加速度，冲击，振动和飞机炮振四个方面对安装架进行了强度分析计算，绘制了各种极限条件下的应力、位移云图，得出了极限应力值、位移值，进而求出安全系数，为产品的设计提供了强有力的依据。2有限元分析2．1模型的建立和网

5、格划分安装架材料为7075T65l，弹性模量74Cpa，柏松比O．33，密度2．89／cITl3，安装架模型结构采用第5期青春等：基于ANsYs的飞机安装架强度分析45SOUD45单元。为了更精确的模拟工程实际中的模型，将模型中的多处做了倒角处理，并且在各板的连接处创建了螺栓，这样确保了计算精度。为了简化模型，提高计算效率，将各外部加载对象的重量用质心替代的方法来等效。为了减小下步网格划分的数量，首先建立7个为原尺寸半高的长方体，然后将这7个长方体划分网格，最后在各部分顶部的几何中心通过分网之后的节点创建7个单元类型为MASS21的质心单元并赋予不同

6、的重量，这种等效替代方法对于误差影响不大，准确可行。将安装架、螺栓和外部对象这三大部分采用GLUE的连接方式，避免传统ADD连接方式的网格划分不方便，模型如图l所示。图1整体模型为了使分析结果更加精确，对安装架、螺栓和外部对象采用不同的网格划分方式，为了尽可能的减小分网后问题网格的数量，采用的划分网格大小如表1所示。这样，不但可以减少计算量，而且不同的划分方式更能准确的模拟的实际工况，使得计算结果更加准确，分网后的模型如图2所示。表l2．2仿真计算2．2．1加速度计算加速度为静载荷试验，在Ansys中选择线加速度选项，按给定要求分别输入规定参数之后，

7、运用solve求解模块进行求解，得到了各个方向的应力云图和应变云图。图2分网模型图3x向加速度应力云图图4x向加速度位移云图图5Y向加速度应力云图机电元件2012年图6Y向加速度位移云图图7Z向加速度应力云图图8z向加速度位移云图X向提取最大应力为16．966Mpa，最大位移为O．060mm；Y向提取最大应力为31．819Mpa，最大位移为o．099n蚰；z向提取最大应力为43．104Mpa，最大位移为0．023m。2．2．2冲击计算由使用条件可知，安装架遭受的冲击为非重复性冲击。故采用冲击时间为一个周期。安装架为70751砸1铝合金材料，在冲击载荷

8、下极易发生塑性变形。外物冲击应该考虑几何非线性、物理非线性，边界接触非线性。输入规定参数之后，运用solve