航空連接結(jié)構(gòu)的參數(shù)化有限元分析方法研究.pdf

1、在飛行器結(jié)構(gòu)中，鉚釘或螺釘?shù)葯C械緊固連接件是典型的關(guān)鍵性部件，具有連接各重要部件和傳遞載荷的作用。在復(fù)雜載荷和環(huán)境因素作用下，結(jié)構(gòu)的裂紋大多產(chǎn)生在釘孔邊上，有的裂紋還是很關(guān)鍵且致命的。因此，關(guān)注釘孔處的應(yīng)力水平，將其有效地控制在允許的范圍內(nèi)，從而減小裂紋發(fā)生的幾率，一直是飛行器設(shè)計者關(guān)心的問題。本文應(yīng)用彈塑性有限元數(shù)值計算及參數(shù)化設(shè)計方法，對飛行器典型連接結(jié)構(gòu)的有限元仿真計算方法進行了參數(shù)化設(shè)計與研究，并給出了典型實例分析。

2、參數(shù)化的設(shè)計方法是非常適于飛行器設(shè)計的方法。在飛行器結(jié)構(gòu)設(shè)計和結(jié)構(gòu)強度的校核過程中，往往需要反復(fù)進行“設(shè)計-建模-分析-修改設(shè)計-再建模-再分析”的過程，但當前有限元分析軟件系統(tǒng)都存在前后處理過程復(fù)雜、煩瑣、對軟件使用者要求高等問題。如果按照現(xiàn)有有限元分析軟件所規(guī)定的步驟，逐一對每次修改重新建模分析，在有限元建模和處理結(jié)果時存在著大量的重復(fù)性工作，而且出錯機率也會相應(yīng)增加，影響到設(shè)計分析的效率和質(zhì)量。采用參數(shù)化的設(shè)計，可以克服以上的缺點

3、，將整個設(shè)計過程存儲于參數(shù)化程序中，有利于產(chǎn)品的快速開發(fā)和優(yōu)化。 本文基于ANSYS平臺開發(fā)了參數(shù)化的連接結(jié)構(gòu)有限元仿真系統(tǒng)。該計算系統(tǒng)將參數(shù)化技術(shù)引入連接結(jié)構(gòu)的有限元計算，初步實現(xiàn)了有限元建模、計算和后處理的全程參數(shù)化；借助功能強大的通用有限元軟件ANSYS的參數(shù)化設(shè)計語言APDL與界面設(shè)計語言UIDL，完成參數(shù)化建模的宏文件設(shè)計與參數(shù)輸入的界面設(shè)計及參數(shù)傳遞，實現(xiàn)了對ANSYS的二次開發(fā)，從而形成專業(yè)化、參數(shù)化的連接結(jié)構(gòu)有

4、限元仿真設(shè)計系統(tǒng)。 全文共分七章，第一章介紹了本文研究的應(yīng)用背景和意義；第二章介紹了完成連接結(jié)構(gòu)有限元計算的彈塑性有限元方法；第三章介紹了參數(shù)化有限元的概念與本文應(yīng)用參數(shù)化有限元進行系統(tǒng)開發(fā)的方法；第四章介紹了實現(xiàn)系統(tǒng)所依賴的平臺和開發(fā)工具。第五章介紹了基于APDL語言和UIDL語言的航空連接結(jié)構(gòu)有限元仿真系統(tǒng)的實現(xiàn)過程。第六章結(jié)合工程實例介紹了該模板的使用方法。在第七章，作者對全文進行了總結(jié)，并對未來的研究工作進行了展望。