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图4-2-3GV型湾流豪华公务机机翼前缘鸟撞模拟 Boeing 公司为Gulfstream Aerospace GV Busimess Jet(GV型湾流豪华公务机)的机翼前缘多个部位进行鸟撞模拟。最初的机翼结构设计造成内部横梁断裂，改进后的机翼满足标准FAR 25.571(e)和JAR 25.631的要求，图4-2-3为鸟撞过程。

采用LS-DYNA分析鸟撞过程，已经是相当成熟的技术。在LS-DYNA的全球年会论文中，关于鸟撞的研究文章每年都占一定比例，这些研究中分析了包括机翼、发动机叶片、安全罩等部件的鸟撞过程。 3.机翼设计分析

机翼大致由蒙皮、翼肋、翼梁和墙、长珩等组成。机翼主体受到气动载荷、惯性载荷以及各连接点传来的集中载荷等类型的载荷。

图4-3-1机翼动力响应分析，用壳单元和实体单元来构造机翼的有限元模型 可以运用ANSYS提供的梁单元、杆单元、壳单元、三维实体单元、各向异性单元对机翼进行静力分析、动力响应分析（模态、颤振、抖振等）、失稳分析、损伤容限分析、结构优化设计。运用ANSYS流体分析功能可以先对机翼进行空气动力计算，然后将计算结果作为气动激励进一步计算分析机翼的动力响应。不同物理场的耦合分析正是ANSYS的一大特色。

对机翼和机身的连接部件、机翼的固定件还可以运用ANSYS的非线性功能进行塑性和接触等非线性分析。 4.机身设计分析

飞机机身结构，都是典型的薄壁结构，一般是由蒙皮、隔框、长珩等组成，承受的主要载荷有： 气动载荷 惯性载荷 地面载荷 动力装置载荷 其他载荷

机 身骨架由梁组成，在传统的有限元软件中，梁单元的断面参数定义、模型检查、结果表示非常不方便。而ANSYS前处理内置11种标准梁断面库，并允许用户自 定义不规则断面形状库，使繁琐的梁断面参数定义变得简单、方便，按真实断面形状显示梁单元，使模型表示及检查更加容易，后处理中按断面形状显示求解结果、 按拉正压负的工程习惯绘制彩色弯矩图，使结果的表达更加直观。 ANSYS强大而方便的建模及载荷处理功能，丰富的梁单元、杆单元、壳单元、三维实体单元、各向异性单元，可方便、准确地对机身进行静力分析、动力响应分析（模态、颤振等）、失稳分析、损伤容限分析、结构优化设计。

ANSYS的热－结构耦合分析功能可以对机身进行温度场计算以及热应力和热变形计算。

图4-4-1 ANSYS的计算流体力学分析功能可以对机身进行空气动力学计算，移动壁面的功能可以方便地模拟机身的飞行状态，给出高速飞行中机身的空气动力状况。利用ANSYS的流－固耦合功能可以进一步进行机身的动力响应分析。

对机身的固定件还可以运用ANSYS的非线性功能进行塑性和接触等非线性分析。 Boeing公司采用ANSYS程序来分析波音737飞机的主起落架伺服机构的前后端轴承，以确定过渡圆角半径和销钉厚度。图4-4-1是一个轴承的有限元模型，蓝色单元表示轴承，紫色单元表示安装轴承的轴。 5.起落架设计分析 图4-5-1轮胎与地面碰撞的仿真分析 在飞机设计里，起落装置的设计是十分重要的环节，为了保证飞机的安全起飞、着陆，要求起落架具有足够的强度、刚度与冲击性能。为了使飞行器离地后具有良好的性能，还要求起落架应足够的轻。

可以运用ANSYS提供的多种单元对起落架进行静力分析、动力响应分析，飞机着陆过程是典型的冲击类问题，ANSYS显式求解模块ANSYS LS-DYNA是目前最好的动力冲击仿真程序，可对着陆过程进行冲击分析、失稳分析、损伤容限分析，从而实现对起落架的优化设计。

起落架在载荷上要承受强冲击载荷，在结构上又有高阻尼缓冲元件，因此起落架的分析是高度非线性分析，ANSYS的组合单元（滑动、摩擦、间隙、阻尼、弹簧

组合）、矩阵单元可方便地模拟多种阻尼缓冲件的静、动力特性，因此在起落架的分析中可以考虑进所有的主要因素。 6.飞机操纵系统

对飞机操纵系统的机械部分，同样可以运用ANSYS的分析计算功能进行各种分析。例如ANSYS中特有的安全带单元，可以模拟在紧急状况下安全部件对乘员的保护过程。

图4-6-1图4-6-2 Boeing公司运用ANSYS分析Boeing747坐椅的受力情况，提高了安全性。图4-6-1为Boeing747飞机内坐椅的布置，图4-6-2为坐椅的应力云图。

位 于纽约州的奥欧拉市的穆格公司，设计军用飞机在高振动条件下工作的马达控制器，该控制器由铸铝室和若干电子模块组成，装有PCB板，冷却风扇及其它结构。 为了在实验前揭露潜在的设计问题，以避免鉴定阶段的重复设计，采用ANSYS进行了随机振动分析、电子冷却分析及疲劳失效分析。穆格公司的工程师杰拉德. 米耶尔兹说：“我们发现ANSYS是一个极有价值的工具，它能够在硬件尚未真正制造出来之前，识别潜在的许多问题，我们很高兴在几何与载荷都如此复杂的水 准上进行这个工作。”图4-6-3为控制器，图4-6-4为变形，图4-6-5为应力。