单位文秘网 2022-02-14 08:12:19 点击: 次
信息;将三维模型中的运动副转换为Modelica的平动和转动,根据系统的实际情况判断,向运动副上施加力或扭矩。通过多体动力学联合仿真,完成对前起落架运动协调性分析,计算前起落架连接部位的反作用力,为刚柔耦合输出了接触载荷,得到前起落架的多体仿真示意图,如图11所示。
(2)前起落架静力分析。现阶段对前起落架进行的静力学分析,主要采用刚体分析提取部件间的作用力,再通过施加边界条件的方法,将部件间作用力作静载施加在部件上,分析过程繁琐。在达索3DE平台中,采用统一的模型进行机构结构耦合分析,不需要导入导出部件间的作用力,能快速实现基于系统工程的多体与静力学联合、刚柔耦合分析,如图12所示。
(3)前起落架模态分析及线性响应分析。采用高级隐式非线性有限元软件的求解器,验证工作中模态和瞬态响应分析,并求解前起落架结构的谐响应分析、频谱分析、随机振动分析与屈曲/失稳分析等,前起落架的模态分析及线性动力学响应情况,如图13所示。
(4)前起落架非线性冲击分析。
采用先进的非线性算法,通过达索RFLP框架,从需求出发,紧密联系系统工程方法、利用统一的数据模型进行前起落架的运动学、静力学、冲击响应等分析,处理前起落架收放和着陆过程中各种复杂的非线性问题,得到前起落架着陆过程中的非线性响应图,如图14所示。
2.需求的闭环验证
在平台中,需求工程师基于需求设计视图展开工作并将设计要求传递给下游专业,而设计工程师基于设计视图从上游专业获得的设计输入进行设计,并将设计结果传递给仿真工程师,由仿真工程师与结构工程师进行协同工作,由此形成需求的闭环。需求闭环验证示意图,如图l5所示。
(1)性能仿真过程的影响性分析。采用达索3DE平台的数据谱系追踪功能,以数据谱系图形的方式记录前起落架分析业务数据之间的关联关系。前起落架性能仿真结果的数据挖掘流程如图16所示。
当前起落架计算活动对应的输入参数(如参数化的需求)、参考文档及模型(接口模型等模型文件)的状态发生变更时,可以自动分析影响关系,并通过影像图的形式来提示后续受到影响的设计活动,如图17所示。
(2)仿真结果分析与决策支持。利用平台对性能仿真结果分析、数据挖掘等功能,迅速有效地从众多分析中找到前起落架最符合设计要求的,性能最好的方案。性能仿真结果的数据挖掘流程,如图18所示。
利用平台浏览数据、对比数据,从大量数据中进行挖掘、筛选,为前起落架系统提供多种有效的数据挖掘方法。结果分析与决策支持,如图19所示。
(3)仿真结果对需求的闭环验证。基于前起落架一维仿真与三维仿真的协同仿真(多体动力学、静力学及动力学仿真等)结果,在平台中完成仿真结果与前起落架设计需求的对比和验证,实现需求闭环验证,其过程如图20所示。
五、结语
本文采用基于模型的系统工程的方法,对飞机前起落架的初级设计阶段进行分析、应用研究,实现了DOORS、Rhapsody、Modelica语言建模工具与Dassault系统工程工具的数据贯通。从飞机的起飞、着陆等应用场景出发,在多专业协同仿真的基础上,对前起落架性能进行仿真分析;研究了前起落架强度、刚度与冲击等性能,实现了对需求闭环的有效验证。为基于模型的系统工程的方法在飞机系统设计过程中提供了一种新的应用实施手段,同时为基于模型的系统工程建设提供支持。
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