例如第二次世界大戰(zhàn)中廣泛使用的T-34飛機(jī),使用螺旋漿發(fā)動機(jī),現(xiàn)在仍然被用于飛行員訓(xùn)練和特技飛行。因?yàn)闄C(jī)翼主要承力結(jié)構(gòu)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(jī)的適航許可,

  隨即,Raetech公司根據(jù)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(jié)構(gòu)件的鉚釘連接部位的復(fù)雜結(jié)構(gòu)進(jìn)行了FEA分析。

  Raetech公司使用ANSYS Workbench的CAD-CAE一體化、高質(zhì)量六面體網(wǎng)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(yīng)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(yīng)力集中發(fā)生,且應(yīng)力水平較高,恰好和實(shí)際結(jié)構(gòu)破壞位置非常接近。在ANSYS有限元分析基礎(chǔ)上又對該部位的應(yīng)變量和疲勞裂紋擴(kuò)展機(jī)理進(jìn)行了分析,經(jīng)過評估,認(rèn)為T-34并未達(dá)到設(shè)計(jì)壽命極限,仍然可以繼續(xù)使用。

  最后,經(jīng)過FAA的認(rèn)證,許可T-34飛機(jī)重返藍(lán)天,并修訂了T-34的壽命評估報(bào)告以及該類鉚釘連接部位的裂縫控制指標(biāo)。.

  高性能航空發(fā)動機(jī)的設(shè)計(jì)分析

  ANSYS在航空噴氣發(fā)動機(jī)和火箭發(fā)動機(jī)中的應(yīng)用也有多年歷史。航空發(fā)動機(jī)的設(shè)計(jì),相對于機(jī)身有更多的尺寸和空間限制。工程師通常只能對結(jié)構(gòu)進(jìn)行小的改進(jìn)以獲得更好的動力性能。

  因?yàn)楹娇瞻l(fā)動機(jī)的幾何拓?fù)渫ǔ6驾^為類似,為優(yōu)化動力性能就需要對結(jié)構(gòu)件模型進(jìn)行多次小的修改。這就導(dǎo)致發(fā)動機(jī)零部件結(jié)構(gòu)的尺寸優(yōu)化設(shè)計(jì)變得非常重要,而且精度要求極高。眾所周知,網(wǎng)格質(zhì)量對計(jì)算精度影響很大。發(fā)動機(jī)的葉片,通常需要使用高精度的結(jié)構(gòu)化六面體網(wǎng)格,而較為復(fù)雜的燃燒室等部件則可采用混合網(wǎng)格以更好適應(yīng)幾何形狀。

  GE公司的GE Global Research 和GE Aircraft Engines機(jī)構(gòu),一直在使用ANSYS ICEM CFD來為發(fā)動機(jī)仿真提供高質(zhì)量的六面體和混合網(wǎng)格。同時(shí),該公司已經(jīng)將ICEM CFD作為整個(gè)CAE仿真流程中統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)格劃分工具。

  經(jīng)過多年的發(fā)展,ANSYS不斷擴(kuò)充和完善針對發(fā)動機(jī)的CAE仿真解決方案,已經(jīng)逐漸成為發(fā)動機(jī)仿真的標(biāo)準(zhǔn)軟件。GE等公司通過使用ANSYS,將CAD設(shè)計(jì)和CAE技術(shù)完美結(jié)合,產(chǎn)品研發(fā)周期大大縮短。ANSYS針對發(fā)動機(jī)仿真,提供了振動分析、強(qiáng)度分析、傳熱分析、流體動力學(xué)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(wǎng)工具以提升旋轉(zhuǎn)機(jī)械分析效率。

  

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