資源描述：
《HyperWorks復(fù)合材料CAE仿真建模、分析與優(yōu)化》由會員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。
1、HyperWorks復(fù)合材料CAE仿真建?！舴治雠c優(yōu)化CAESimuIateM[0deling，AnmysisandOptiIni盟tionofHyperworksforcomposites王鈺棟畢業(yè)于北京航空航天大學(xué)．現(xiàn)任AItair公司北方區(qū)技術(shù)經(jīng)理．擁有10年工程仿真經(jīng)驗(yàn)．在飛機(jī)結(jié)構(gòu)分析優(yōu)化．包括復(fù)合材料剪裁設(shè)計(jì)方面有豐富項(xiàng)目經(jīng)驗(yàn)。澳汰爾工程軟件(上海)有限公司王鈺棟復(fù)合材料比強(qiáng)度、比模量高，耐腐蝕、抗疲勞，所以在結(jié)構(gòu)重量要求越來越嚴(yán)格的航空航天領(lǐng)域得到了越來越多的應(yīng)用。但復(fù)合材料在設(shè)計(jì)制造中
2、還有很多難點(diǎn)，設(shè)計(jì)中需要大量試驗(yàn)件測試，成本很高。cAE仿真及優(yōu)化是相對低成本解決各種技術(shù)難題，合理設(shè)計(jì)復(fù)合材料，縮短研應(yīng)用AItair公司的Hyperworks工程軟件平臺在復(fù)合材料cAE建模．分析與優(yōu)化方面的功能，可以讓飛機(jī)設(shè)計(jì)師縮短設(shè)計(jì)時(shí)間，提高結(jié)構(gòu)性能，并降低整體重量。發(fā)周期的重要技術(shù)手段。復(fù)合材料的大量應(yīng)用是飛機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的一個主要趨勢。根據(jù)空客的數(shù)據(jù)，A350XWB全機(jī)使用53％復(fù)合材料。其中A350xwB機(jī)翼翼盒加筋下壁板長32m、寬6m，由碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料(CFRP)制造，是目前世
3、界上商用飛機(jī)中最大的復(fù)合材料部件。波音787客機(jī)全機(jī)也使用了50％的復(fù)合材料。從上述二者最新型號飛機(jī)所使用材料可以直接看出，復(fù)合材料已經(jīng)是新型干線飛機(jī)主要使用的結(jié)構(gòu)材料，尤其是纖維增強(qiáng)鋪層復(fù)合材料和蜂窩夾芯復(fù)合材料。限于篇幅，本文主要針對這2種常用的復(fù)合材料進(jìn)行討論。Altair公司是世界領(lǐng)先的CAE仿真軟件提供商和工程咨詢服務(wù)公司，其享有盛譽(yù)的HyperWorks工程軟件平臺Ⅲ為復(fù)合材料有限元仿真和設(shè)計(jì)優(yōu)化提供了完整的解決方案。在Altair和波音、空客等所分別合作建立的航空優(yōu)化中心，雙方的工程師
4、在涉及到波音787、空客380、A350XwB的具體項(xiàng)目中，大量使用了該技術(shù)。通過Hyperworks中的前處理軟件HyperMesh、顯式非線性有限元求解器RADIOSS、結(jié)構(gòu)優(yōu)化創(chuàng)新設(shè)計(jì)工具OptiStruct以及仿真后處理軟件HyperView，為客戶提供了直觀的可視化建模、精確的有限元仿真、創(chuàng)新的優(yōu)化設(shè)計(jì)以及高效的仿真數(shù)據(jù)處理。Altair復(fù)合材料的仿真優(yōu)化功能，已經(jīng)在波音、空客、龐巴迪【21等國外航空企業(yè)得到了廣泛應(yīng)用，國內(nèi)一些航空主機(jī)公司及研究院所也已經(jīng)將這些技術(shù)應(yīng)用于型號項(xiàng)目上。復(fù)合材
5、料建模技術(shù)在現(xiàn)代飛機(jī)研發(fā)過程中，有限元2013年第1s期·航空制造技術(shù)103模型規(guī)模越來越大，網(wǎng)格越來越精細(xì)，模型管理越來越復(fù)雜，特別是復(fù)合材料在飛機(jī)上的大規(guī)模應(yīng)用使得建模復(fù)雜度大大增加。HyperMesh是一個高質(zhì)量高效率的有限元前處理器，提供了高度交互的可視化環(huán)境，幫助用戶建立產(chǎn)品的有限元模型。HyperMesh快速、高質(zhì)量的有限元建模功能，在各行業(yè)受到眾多用戶歡迎。在航空領(lǐng)域，HyperMesh用于整機(jī)建模、局部細(xì)節(jié)模型、振動模型、鳥撞模型等方面，可以大大提高效率，得到了眾多航空企業(yè)的認(rèn)可。復(fù)
6、合材料建模是CAE仿真分析之前重要的一步。根據(jù)分析的對象不同，建模方式有所不同。細(xì)節(jié)分析，例如重要的連接接頭強(qiáng)度、釘孔強(qiáng)度等分析，通常需要建立三維實(shí)體網(wǎng)格。整體分析，例如機(jī)身、機(jī)翼蒙皮分析，需要建立二維板殼單元。復(fù)合材料CAE仿真還有很多其他特點(diǎn)。HyperMesh如下這些優(yōu)點(diǎn)，保證了航空復(fù)合材料快速、直觀建模的需要。1直接的復(fù)合材料CAD接口HyperMesh直接支持目前全球通用的各類主流的三維CAD平臺，用戶可以直接讀取CAD模型文件而不需要任何其他數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換，從而盡可能避免數(shù)據(jù)丟失或者幾何缺陷。
7、直接支持的各類主流三維CAD格式包括：CATIA、UG、Pro，E、Parasolid、FiberSim、STEP、STL、PDGS、VDAFS、DXF、ACIS、IGES。HyperMesh不僅可以直接讀取cAD數(shù)模，還直接支持航空企業(yè)常用的復(fù)合材料建模工具cATIACPD和FiberSim所建立的復(fù)合材料模型，可以直接導(dǎo)人其所建立的復(fù)合材料相關(guān)數(shù)據(jù)，包括鋪層形狀、鋪層順序、鋪層主坐標(biāo)系、鋪層角度、鋪層厚度、纖維方向、材料數(shù)據(jù)等。能夠讀取設(shè)計(jì)師所設(shè)計(jì)的復(fù)合材料數(shù)據(jù)對CAE仿真建模來講，是很重要的，
8、這不僅決定了仿真工程師可以大量減少復(fù)合材料有限元建模的工作量，還大大104航空制造技術(shù)·2013年第15期提高了建模的準(zhǔn)確性，尤其是面對大型飛機(jī)常常幾十甚至上百層的復(fù)合材料鋪層的建模工作的時(shí)候。對于管理人員而言，軟件的直接接口對于將設(shè)計(jì)、制造通過一體化的信息技術(shù)平臺管理起來，并形成信息化的研發(fā)流程是非常重要的功能。HyperMesh在這個方向領(lǐng)先業(yè)界其他軟件，形成了獨(dú)特的優(yōu)勢。2幾何簡化航空企業(yè)建立的機(jī)身機(jī)翼等cAD數(shù)模，往往是用體的方式進(jìn)行建模，但進(jìn)行有限元仿真的時(shí)
