DesignSpace减小了飞机货舱门支撑结构的重量

newmaker

欢迎访问e展厅 展厅 2 CAE/模拟仿真展厅 通用有限元分析软件, 结构分析软件, 动力学分析软件, 声学分析软件, 板料冲压成形模拟软件, ... 飞机的重量每增加一磅都会降低其性能、增加燃料消耗、降低飞机载客和载货的能力。因此在航空工业中，生产厂商一直面临的挑战是将机械部件及系统的重量尽可能地减小，同时又能在要求的条件下无差错地工作。通常为减轻重量，生产厂商要建立大型的地面测试、维护设备。此外，他们还要承受降低成本、满足性能要求、交货期越来越短等压力。 MPC公司是航空工业中电子机械控制系统的主要生产商，有着35年的生产经验，其产品涉及到民用及军用电机、位置传感器、变频器、执行器以及伺服控制系统。公司通过将专门技术用于飞机上和不同结构部件来扩展业务范围。比如：MPC的执行器不仅用于门的开关，而且用在前轮操纵机构和飞行控制系统中。MPC还将这些系统渗透到医疗设备、低温及水下研究中。 以技术为基础的商业策略 MPC以先进的技术来迎接这些挑战，如有限元分析（FEA）软件，分析人员可针对复杂的工程问题，通过分析来确定其变形、应力等。作为ANSYS公司的老用户，MPC最近开始使用DesignSpace软件，它是与实体建模工具结合使用，可使设计工程师在产品开发的早期进行快速模拟。 有限元（FEA）分析是DesignSpace的核心，但其模型建立、特定命令以及输入/输出等都可自动实现，设计师们可不需学习太多的操作方法即可使用，而传统的分析程序往往要求使用者学习详细的操作过程。 建立了CAD模型后，DesignSpace提示用户的都是一些直接信息，如材料类型和载荷的方向等。软件不需用户更多的干预就可在后台进行所要求的计算并以图形的形式提交结果。比如可在屏幕上动画显示弯曲的区域，用数值给出确切的位置和变形的大小。如果存在问题，程序会给出红色警示。分析向导可用来进行特定的分析，包括应力、振动以及热分析等。软件提供的自动报告生成功能可使用户以HTML/VRML形式通过互联网或打印出文本等方式实现信息共享。 借助这些功能，设计者可以发现并解决问题，而以前是要在样机试验失败并且分析人员进行详细的分析后才能发现问题。软件可使工程师们验证设计、对不同设计方案进行快速比较、优化设计的重量及其它参数。从而实现在满足产品重量及性能要求的同时，缩短产品开发的时间，避免进行大量的样机试验。 用DesignSpace减轻重量 据MPC的项目工程师Steve Pec说，DesignSpace广泛用于机架以及其他关键性部件的分析。最近，他在大型支撑结构设计及3000磅飞机货舱门开启和关闭执行系统测试中采用该程序。 Pec用AutoCAD系统完成初始设计，然后将几何模型传递到Autodesk Mechanical Desktop进行结构的三维造型、尺寸检查、蒙皮、确定结构的重心。支撑结构由矩形钢管焊接而成，11.75英尺高15英尺长。货舱门框悬挂在由顶部吊架组成的机构上，底部用钢架固定。门本身是由MPC执行器控制。 Pec说："测试结构与实际飞机上的结构有相同的刚度和强度，既使很小角度的变形都能导致无法正确打开和关闭舱门。我们主要考虑结构的重量要轻，能用手动起重器移动。" 由于结构的重量要限制在2500磅而项目的时限又非常紧，Pec没法进行费时的详细的FEA分析或样机测试，于是采用DesignSpace快速验证结构的变形和应力是否符合要求，以避免超安全标准设计。采用DesignSapce，从概念设计到交出完成的设计仅需五个星期。 象DesignSpace 这样的软件使工程师们在产品开发的整个过程中都能受益，尤其是在设计初期。Pec说："DesigSpace在概念设计阶段非常有用，尤其是要立即做出决定而你又没有很长的时间等结果的时候。" Pec认为，在有经验的设计工程师的手中，DesignSpace是一个非常强大的工具，借助这个工具，工程师们可检验设计、比较不同的设计方案、验证产品的性能。Pec把DesignSpace看成一个使他充满信心的"安全外壳"，在程序的帮助下，经过一次分析就可对设计假设和工程判断进行验证。同时，对这些简单的问题工程师们可自己进行分析，使得分析人员将精力集中在一些大型复杂问题的FEA分析以及一些高级分析上，如：计算流体动力学、复合材料、振动和多物理场相互作用等。 采用分析技术可节约时间，避免昂贵的样机测试。样机测试往往在产品马上要投入制造的最后阶段会发现一些意想不到的问题。Pec说："我们很多产品都是小规模生产，所以我们不可能进行很多次的样机试验，而ANSYS和DesignSapce可从一开始就将设计引向正确的方向。" 除改进产品开发过程外，MPC将分析工具作为公司实现商业目标、保持在航空领域的领导地位、并向新的工业领域拓展的关键技术。 据Pec说："象DesigSpace和ANSYS这样的高级模拟技术可使我们合理调配工程师、高级分析人员及其它产品开发人员，以不断地为航空应用和其它高级市场提供所需的高质量部件和系统。"(end)

文章内容仅供参考 (投稿) (如果您是本文作者，请点击此处) (2/6/2005)