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目前，為了降低維護(hù)工作強(qiáng)度，提高電子設(shè)備安裝、維護(hù)效率，機(jī)載電子設(shè)備通常通過(guò)安裝架安裝固定在飛機(jī)機(jī)艙內(nèi)。該安裝架不僅要以盡可能輕的自身重量滿足可更換單元(LRU)的承載要求，還必須提供各LRU間電纜走線、冷卻風(fēng)量分配、接地及減振等功能的需求，同時(shí)滿足機(jī)載設(shè)備惡劣使用環(huán)境的要求。介紹的安裝架上，設(shè)備較多，重量重(共100kg)，使用過(guò)程中需要承受振動(dòng)、沖擊、加速度、炮振等載荷的作用。為了保證能夠滿足使用要求，在設(shè)計(jì)過(guò)程中，采用ANSYS軟件為輔助工具，從加速度，沖擊，振動(dòng)和飛機(jī)炮振四個(gè)方面對(duì)安裝架進(jìn)行了強(qiáng)度分析計(jì)算，繪制了各種極限條件下的應(yīng)力、位移云圖，得出了極限應(yīng)力值、位移值，進(jìn)而求出安全系數(shù)，為產(chǎn)品的設(shè)計(jì)提供了強(qiáng)有力的依據(jù)。
為了簡(jiǎn)化模型，提高計(jì)算效率，將各外部加載對(duì)象的重量用質(zhì)心替代的方法來(lái)等效。為了減小下步網(wǎng)格劃分的數(shù)量，首先建立7個(gè)為原尺寸半高的長(zhǎng)方體，然后將這7個(gè)長(zhǎng)方體劃分網(wǎng)格，最后在各部分頂部的幾何中心通過(guò)分網(wǎng)之后的節(jié)點(diǎn)創(chuàng)建7個(gè)單元類型為MASS21的質(zhì)心單元并賦予不同的重量，這種等效替代方法對(duì)于誤差影響不大，準(zhǔn)確可行。
為了使分析結(jié)果更加精確，對(duì)安裝架、螺栓和外部對(duì)象采用不同的網(wǎng)格劃分方式，為了盡可能的減小分網(wǎng)后問(wèn)題網(wǎng)格的數(shù)量，采用的劃分網(wǎng)格大小如表所示。這樣，不但可以減少一定的計(jì)算量，而且不同的劃分方式更能準(zhǔn)確的模擬的實(shí)際工況，使得計(jì)算結(jié)果更加準(zhǔn)確，分網(wǎng)后的模型如圖所示。
由使用條件可知，安裝架遭受的沖擊為非重復(fù)沖擊。故采用沖擊時(shí)間為一個(gè)周期。安裝架為7075T651鋁合金材料，在沖擊載荷下極易發(fā)生塑性變形。外物沖擊應(yīng)該考慮幾何非線性、物理非線性，邊界接觸非線性。
該安裝架通過(guò)高低溫、振動(dòng)、沖擊、加速度等試驗(yàn)的實(shí)際驗(yàn)證，完全能夠滿足使用要求。本研究以機(jī)載安裝架為研究對(duì)象，利用ANSYS軟對(duì)不同極限條件下安裝架的強(qiáng)度進(jìn)行了仿真分析，經(jīng)試驗(yàn)驗(yàn)證安裝架的強(qiáng)度滿足使用要求。
專業(yè)從事機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)│有限元分析│強(qiáng)度分析│結(jié)構(gòu)優(yōu)化│技術(shù)服務(wù)與解決方案
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