航空連接結構的參數(shù)化有限元分析方法研究.pdf

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

2、參數(shù)化的設計方法是非常適于飛行器設計的方法。在飛行器結構設計和結構強度的校核過程中，往往需要反復進行“設計-建模-分析-修改設計-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果時存在著大量的重復性工作，而且出錯機率也會相應增加，影響到設計分析的效率和質量。采用參數(shù)化的設計，可以克服以上的缺點

3、，將整個設計過程存儲于參數(shù)化程序中，有利于產品的快速開發(fā)和優(yōu)化。 本文基于ANSYS平臺開發(fā)了參數(shù)化的連接結構有限元仿真系統(tǒng)。該計算系統(tǒng)將參數(shù)化技術引入連接結構的有限元計算，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)化設計語言APDL與界面設計語言UIDL，完成參數(shù)化建模的宏文件設計與參數(shù)輸入的界面設計及參數(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)化的連接結構有

4、限元仿真設計系統(tǒng)。 全文共分七章，第一章介紹了本文研究的應用背景和意義；第二章介紹了完成連接結構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語言的航空連接結構有限元仿真系統(tǒng)的實現(xiàn)過程。第六章結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，并對未來的研究工作進行了展望。