飞行器吊挂疲劳寿命集成化分析研讨.pdfVIP

机械设计 MACHINEDESIGN JOURNALOF 243 飞行器吊挂疲劳寿命集成化分析研究 刘广 (上海机电工程研究所，上海200233) ·摘要：基于虚拟样机技术。应用有限元分析软件、多体动力学分析软件、疲劳分折软件建立了疲劳寿命的集成化分 析方法和流程，对某飞行器吊挂的疲劳寿命进行7分析研究。为该吊挂设计提供参考． 关键词：吊挂；疲劳寿命；集成化分析 在进入2l世纪的今天，人们对传统强度的认识已相当深 从以上分析可以看出：飞行器吊挂的疲劳属于高周机械随机振 刻，工程中强度设计的实践经验和积累也十分丰富，对于传统 动疲劳． 强度的控制能力也大大增强，然而疲劳与断裂引起的失效仍然 是工程中应予以关注的问题．目前，产品的疲劳寿命是现代设 Ⅲ，又叫名义应力法(S-N)，是最早形成的抗疲劳设计方法， 计的一个重要指标，据统计，大约80％金属产品的破坏是由 以材料或零件的S-N曲线为基础，对照试件或结构疲劳危险部 材料的疲劳引发的．许多航天产品多为一次性使用，在设计中 位的应力集中系数和名义应力，结合疲劳累积损伤理论，校核 主要靠强度理论考核，对疲劳寿命分析一般不作要求，目前这 疲劳强度或计算疲劳寿命． 些航天产品设计中基本不作疲劳寿命分析．但飞行器上的部分 结构，比如吊挂或者滑块，挂飞或地面／舰上运输中长时间承 2疲劳寿命集成化分析流程网 受幅值和循环次数各不相同的交变载荷作用，设计任务警对挂 飞航次或运输里程寿命也有明确的要求。因为没有进行疲劳寿 基本的疲劳分析流程需要三个方面的信息：几何信息、载 命分析。往往留下致命的设计隐患，直到设计验证试验或定型 荷信息和材料特性．几何信息来源于CAE模型，材料参数可 试验时才暴露出来，造成设计反复，影响研制进度．因此，利 根据相关标准从试验中直接获得，也可以从材料手册等出版 用目前引进的国外先进软件，在航天产品设计中进行相应分 物，或材料数据软件中获得，载荷信息可以从虚拟仿真模型中 析，可以完善设计，及时发现设计隐患，避免不必要的设计反 获得．根据各个软件之间的接口和信息传递流程，建立了图I 复。对产品的研发具有重要意义． 所示的虚拟疲劳耐久性集成化仿真分析流程． MSC．Fatigue¨与WSC公司的其它虚拟产品开发软件相配 合，为用户提供疲劳耐久性集成化仿真系统：WSC．Patran是 一个集成的并行框架式有限元前后处理及分析仿真系统，利用 它可以方便的建立其模型并进行分析：Msc．Nastran是一个大 型的结构有限元分析软件，利用它来产生模态中性文件 (．MNF)；WSC．Adams是目前世界上使用范围广泛的机械系统 图1疲劳集成化仿真分析流程 动力学分析软件，它可以通过建立其模型，施加其载荷后仿真 第一步：在Patran中建立研究部件的有限元模型，并进 以模拟实际的情况．本文基于Patran／Nastran／Adams／ Fatigue，对某飞行器挂飞耐久性振动试验进行了刚柔耦合动 性文件； 力学建模，对飞行器吊挂的疲劳寿命集成化分析方法进行了研 究，给出了详细的建模过程，输出了相关分析结果． 模态结果文件： 1 飞行器吊挂疲劳类型和疲劳分析