例如第二次世界大戰(zhàn)中廣泛使用的T-34飛機,使用螺旋漿發(fā)動機,現(xiàn)在仍然被用于飛行員訓練和特技飛行。因為機翼主要承力結構件的材料可能發(fā)生疲勞破壞的原因,在2004年12月,美國聯(lián)邦航空局(FAA)停止了約500架飛機的適航許可,

  隨即,Raetech公司根據General Aviation Mdoification公司和T-34擁有者的要求,利用ANSYS Workbench對T-34的承力結構件的鉚釘連接部位的復雜結構進行了FEA分析。

  Raetech公司使用ANSYS Workbench的CAD-CAE一體化、高質量六面體網格、自動接觸探測與定義、非線性求解專家控制等特色功能,快速而有效地確定了在各種載荷工況下各鉚釘連接部位的應力分布。如圖顯示,在連接部位的最里端的鉚釘孔位置,有很明顯的應力集中發(fā)生,且應力水平較高,恰好和實際結構破壞位置非常接近。在ANSYS有限元分析基礎上又對該部位的應變量和疲勞裂紋擴展機理進行了分析,經過評估,認為T-34并未達到設計壽命極限,仍然可以繼續(xù)使用。

  最后,經過FAA的認證,許可T-34飛機重返藍天,并修訂了T-34的壽命評估報告以及該類鉚釘連接部位的裂縫控制指標。.

  高性能航空發(fā)動機的設計分析

  ANSYS在航空噴氣發(fā)動機和火箭發(fā)動機中的應用也有多年歷史。航空發(fā)動機的設計,相對于機身有更多的尺寸和空間限制。工程師通常只能對結構進行小的改進以獲得更好的動力性能。

  因為航空發(fā)動機的幾何拓撲通常都較為類似,為優(yōu)化動力性能就需要對結構件模型進行多次小的修改。這就導致發(fā)動機零部件結構的尺寸優(yōu)化設計變得非常重要,而且精度要求極高。眾所周知,網格質量對計算精度影響很大。發(fā)動機的葉片,通常需要使用高精度的結構化六面體網格,而較為復雜的燃燒室等部件則可采用混合網格以更好適應幾何形狀。

  GE公司的GE Global Research 和GE Aircraft Engines機構,一直在使用ANSYS ICEM CFD來為發(fā)動機仿真提供高質量的六面體和混合網格。同時,該公司已經將ICEM CFD作為整個CAE仿真流程中統(tǒng)一的標準網格劃分工具。

  經過多年的發(fā)展,ANSYS不斷擴充和完善針對發(fā)動機的CAE仿真解決方案,已經逐漸成為發(fā)動機仿真的標準軟件。GE等公司通過使用ANSYS,將CAD設計和CAE技術完美結合,產品研發(fā)周期大大縮短。ANSYS針對發(fā)動機仿真,提供了振動分析、強度分析、傳熱分析、流體動力學分析、流固熱耦合分析等功能,另外針對性的開發(fā)了BladeModeler和TurboGrid等葉片與流道的建模和分網工具以提升旋轉機械分析效率。

  

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