目前,為了降低維護工作強度,提高電子設(shè)備安裝、維護效率,機載電子設(shè)備通常通過安裝架安裝固定在飛機機艙內(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、冷卻風量分配、接地及減振等功能的需求,同時滿足機載設(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),使用過程中需要承受振動、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)計過程中,采用ANSYS軟件為輔助工具,從加速度,沖擊,振動和飛機炮振四個方面對安裝架進行了強度分析計算,繪制了各種極限條件下的應力、位移云圖,得出了極限應力值、位移值,進而求出安全系數(shù),為產(chǎn)品的設(shè)計提供了強有力的依據(jù)。
為了簡化模型,提高計算效率,將各外部加載對象的重量用質(zhì)心替代的方法來等效。為了減小下步網(wǎng)格劃分的數(shù)量,首先建立7個為原尺寸半高的長方體,然后將這7個長方體劃分網(wǎng)格,最后在各部分頂部的幾何中心通過分網(wǎng)之后的節(jié)點創(chuàng)建7個單元類型為MASS21的質(zhì)心單元并賦予不同的重量,這種等效替代方法對于誤差影響不大,準確可行。
為了使分析結(jié)果更加精確,對安裝架、螺栓和外部對象采用不同的網(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算量,而且不同的劃分方式更能準確的模擬的實際工況,使得計算結(jié)果更加準確,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沖擊。故采用沖擊時間為一個周期。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。
該安裝架通過高低溫、振動、沖擊、加速度等試驗的實際驗證,完全能夠滿足使用要求。本研究以機載安裝架為研究對象,利用ANSYS軟對不同極限條件下安裝架的強度進行了仿真分析,經(jīng)試驗驗證安裝架的強度滿足使用要求。
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