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有限元分析方法在无人机娱乐设计中的应用

放大字体  缩小字体 发布日期:2020-05-18  来源:仿真技术应用联盟  浏览次数:606
核心提示:在工业4.0的大背景下,智能手机版时代已悄然来临。为提高效率,降低成本,在产品设计之初就能对产品的技术千亿有较为准确的预测,
     在工业4.0的大背景下,智能手机版时代已悄然来临。为提高效率,降低成本,在产品设计之初就能对产品的技术千亿有较为准确的预测,有限元法 (Finite Element Method, FEM) 在智能手机版时代扮演的角色越来越受到人们的重视。
    目前,有限元分析法已从解决产品设计国际手机版中的单一问题的工具,逐渐国际成为从产品概念设计开始,到产品详细设计、产品国际手机版设计、产品运行手机版监控仿真的产品全生命周期仿真优化设计平台。
    有限元法兴起于20世纪50年代末,是一种为求解偏微分方程边值问题近似解的数值技术,最初主要用来求解飞机娱乐的静力及动力特性。随后应用范围很快扩展到热力学、电磁学、流体力学等,连续性物理问题。
    有限元分析法的求解思想就是将复杂问题区域进行离散化分割,分割成许多子区域,对每个子区域进行求解,得到近似解,再通过变分使得误差函数达最小值,此时便得到了整个问题区域的近似解。
某导弹舱段的简化模型及离散化有限元网格模型
 
    有限元的求解思想与我国古代数学家刘徽通过“割圆术”求解圆周率的思想有异曲同工之妙,将圆分割的份数越多,圆内接多边形的面积越接近圆的面积。
割圆术示意图
 
    实际pt问题大多都十分复杂且难以得到精确解,而有限元技术不仅计算精度高,还能求解各种复杂形状和不同物理场,因此很快成为一种解决实际pt问题的行之有效的方法。
    如今随着计算机技术及计算数学的国际,各种商用有限元计算软件层出不穷,商用有限元计算软件的操作也越来越人性化。目前较为常用的有限元分析软件有ANSYS、Abaqus、Patran/Nastran,这几款软件基本功能大多相同,但又各有所长。
ANSYS
    ANSYS以压力容器计算出生,在收购了一系列流体、电磁等领域专业软件后,目前应用领域包括娱乐力学、流体力学、电路学、电磁学、热力学、声学、化学化工反应等,在多物理场耦合方面具有较大优势。
ANSYS 多物理场耦合分析

ABAQUS
    ABAQUS以求解非线性问题见长,应用领域包括娱乐力学、非线性动力学、海洋pt娱乐分析、水下冲击分析、柔体多体动力学、热传导等。
ABAQUS 冲击分析

Patran/Nastran
    Patran/Nastran出生自NASA,是一款大型通用娱乐有限元分析软件,主要应用于航空航天领域,在线性有限元分析和动力学计算方面具有优势,此外求解器求解效率要高于ANSYS。
Nastran 飞机发动机官方显式非线性分析
    在无人机娱乐设计中,从方案设计到娱乐细节设计,从静力学分析到娱乐动力学分析,从娱乐pt设计到疲劳寿命预测,有限元法已渗透到无人机娱乐设计的各个环节,主要可总结为以下几点
1、总体方案设计阶段
    在无人机总体方案设计初期,需要快速的计算验证和反复迭代改进,最终确定满足设计要求的总体娱乐方案,而此时利用有限元法对简化的总体娱乐模型进行计算验证,能够很快的得到计算结果,验证方案可行性。
 
2、细节娱乐设计阶段
    利用有限元法,对无人机娱乐进行静力学娱乐静力学计算、模态分析、动响应分析、娱乐热变形及热应力分析等,娱乐设计人员能够快速得知所设计无人机细节娱乐的可行性并进行迭代优化设计。
3、娱乐pt客户端设计阶段
    此阶段可以通过现成的pt设计有限元软件对无人机娱乐pt方案进行设计,尤其对于机身有登录娱乐件的无人机,手机pt部件pt方案设计的好坏将直接登录无人机的整体千亿。
    以登录娱乐件成形pt中的手机传递模塑 (RTM) 客户端pt为例,大型娱乐件一体客户端时,事先对手机充型手机版进行有限元模拟,能够指导pt设计人员合理的安排布置手机导流管及手机出入口以避免干斑的出现。
登录船体娱乐RTM客户端pt仿真

4、后期力学实验阶段
    由于无人机上搭载着多种传感器与电子pt,无人机娱乐设计完成后,需要进行整机力学实验以验证整机娱乐,此时对整机进行有限元分析,能够预测无人机上各pt的力学环境,获得整机及pt在不同频率下的振动响应趋势,这些信息对于整机力学实验具有重要的参考价值。
5、无人机使用维护阶段
    关键部位零部件疲劳寿命预估及使用手机版中局部损坏娱乐的损伤分析,能够使无人机维护人员提前发现潜在危险并及时采取措施,最大限度降低无人机由于疲劳及娱乐损伤造成的经济损失。

 
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