飛機(jī)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度虛擬試驗(yàn)技術(shù)研究

羅樹(shù)東

(中飛公司漢中飛機(jī)分公司設(shè)計(jì)研究院,陜西漢中 723000)

飛機(jī)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度虛擬試驗(yàn)技術(shù)研究

羅樹(shù)東

(中飛公司漢中飛機(jī)分公司設(shè)計(jì)研究院,陜西漢中 723000)

本文對(duì)飛機(jī)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度虛擬試驗(yàn)驗(yàn)證技術(shù)進(jìn)行了初步研究,提出了構(gòu)建飛機(jī)結(jié)構(gòu)靜強(qiáng)度虛擬試驗(yàn)平臺(tái)的基本架構(gòu)和思路,以及實(shí)施飛機(jī)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度虛擬試驗(yàn)技術(shù)的一般工作流程。

結(jié)構(gòu)強(qiáng)度 虛擬試驗(yàn) 物理試驗(yàn)

1 結(jié)構(gòu)虛擬試驗(yàn)技術(shù)介紹

隨著現(xiàn)代信息技術(shù)的飛速發(fā)展，建模與仿真、虛擬現(xiàn)實(shí)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)等技術(shù)也有了巨大發(fā)展，促成了仿真、虛擬技術(shù)與試驗(yàn)和評(píng)價(jià)的有效結(jié)合，正在改變著傳統(tǒng)的飛機(jī)設(shè)計(jì)流程。

飛機(jī)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度分析與驗(yàn)證是飛機(jī)研制不可或缺的重要一環(huán)，飛機(jī)設(shè)計(jì)流程的改變必然要求強(qiáng)度分析與驗(yàn)證程序的變化。這種變化主要體現(xiàn)在，第一，在設(shè)計(jì)飛機(jī)數(shù)字模型的同時(shí)，利用有限元技術(shù)隨時(shí)對(duì)結(jié)構(gòu)的修改做出性能評(píng)估，相對(duì)于昂貴的結(jié)構(gòu)試驗(yàn)而言，大大地降低了設(shè)計(jì)階段的成本；第二，以經(jīng)過(guò)驗(yàn)證的分析工具為基礎(chǔ)，輔以必要的物理試驗(yàn)，采用虛擬試驗(yàn)(Virtual Testing)技術(shù)對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行認(rèn)證，能縮短結(jié)構(gòu)認(rèn)證的周期，降低物理試驗(yàn)的成本。

結(jié)構(gòu)虛擬試驗(yàn)一般指能夠預(yù)測(cè)結(jié)構(gòu)破壞能力的評(píng)估結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的數(shù)值分析技術(shù)，該技術(shù)適用于金屬材料和復(fù)合材料，適用于結(jié)構(gòu)的準(zhǔn)靜態(tài)和動(dòng)態(tài)響應(yīng)。飛機(jī)結(jié)構(gòu)靜力試驗(yàn)規(guī)模大，費(fèi)用高，試驗(yàn)過(guò)程中無(wú)法預(yù)測(cè)的問(wèn)題難以避免，試驗(yàn)風(fēng)險(xiǎn)較大。對(duì)此，開(kāi)展結(jié)構(gòu)強(qiáng)度虛擬試驗(yàn)技術(shù)研究有著極大的必要性和十分重要的意義。

2 結(jié)構(gòu)虛擬試驗(yàn)技術(shù)的內(nèi)涵及特點(diǎn)

虛擬試驗(yàn)是在長(zhǎng)期積累的大量有關(guān)數(shù)據(jù)、有關(guān)的力學(xué)模型以及各類(lèi)三維模型的基礎(chǔ)上，利用高性能計(jì)算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)環(huán)境、傳感器或各種虛擬設(shè)備，建立能方便地進(jìn)行人機(jī)交互的虛擬環(huán)境或虛實(shí)結(jié)合的環(huán)境，在此環(huán)境中對(duì)實(shí)體、物理樣機(jī)或虛擬樣機(jī)進(jìn)行試驗(yàn)，用可視化的方法觀察被試物體的性能及其相互間的關(guān)系，并對(duì)試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析與研究。虛擬試驗(yàn)的內(nèi)涵主要涉及三方面內(nèi)容。

(1)試驗(yàn)手段即試驗(yàn)所需儀器設(shè)備的虛擬。(2)試驗(yàn)對(duì)象的虛擬。(3)試驗(yàn)環(huán)境的虛擬。

虛擬試驗(yàn)是相對(duì)于真實(shí)產(chǎn)品的物理試驗(yàn)而言的。虛擬試驗(yàn)技術(shù)屬于可控制的、無(wú)破壞性的、耗費(fèi)小并允許多次重復(fù)的試驗(yàn)手段。在復(fù)雜產(chǎn)品的研制過(guò)程中，虛擬試驗(yàn)不僅可以作為真實(shí)試驗(yàn)的前期準(zhǔn)備工作，而且在一定程度上可以替代傳統(tǒng)的物理試驗(yàn)，從而達(dá)到縮短新產(chǎn)品試驗(yàn)周期、降低試驗(yàn)費(fèi)用、提高產(chǎn)品質(zhì)量的目的。

虛擬試驗(yàn)不能完全代替真實(shí)試驗(yàn)，虛擬試驗(yàn)與真實(shí)的物理試驗(yàn)具有互補(bǔ)性。物理試驗(yàn)除了可以為虛擬試驗(yàn)?zāi)Ｐ偷拇_認(rèn)提供必要的數(shù)據(jù)和信息外，還可以發(fā)現(xiàn)虛擬試驗(yàn)不能涵蓋的問(wèn)題。

3 結(jié)構(gòu)虛擬試驗(yàn)技術(shù)的發(fā)展概況

早在1984年，英國(guó)國(guó)家有限元方法及標(biāo)準(zhǔn)局(NAFEMS)就提出了在航空及其它相關(guān)領(lǐng)域開(kāi)展仿真試驗(yàn)的設(shè)想，歐洲在20世紀(jì)80年代就在Fokkerl00飛機(jī)上進(jìn)行過(guò)用虛擬試驗(yàn)替代全尺寸試驗(yàn)的嘗試，美國(guó)采用試驗(yàn)與分析相結(jié)合的方式，開(kāi)展了星舟號(hào)(Starship)飛機(jī)強(qiáng)度的認(rèn)證工作。近年來(lái)，美國(guó)Boeing公司建立了協(xié)同虛擬試驗(yàn)(Collaborative Virtual TestingCVT)平臺(tái)GENOA和積木式的虛擬試驗(yàn)驗(yàn)證方法，采用虛擬試驗(yàn)技術(shù)對(duì)X-37設(shè)計(jì)壽命性能進(jìn)行了評(píng)估。

歐洲空客公司正在形成結(jié)構(gòu)虛擬試驗(yàn)的能力，在項(xiàng)目開(kāi)發(fā)階段，主要驗(yàn)證集成技術(shù)／潛力；在設(shè)計(jì)階段，采用參數(shù)化建模工具，支持設(shè)計(jì)或驗(yàn)證新的設(shè)計(jì)概念，評(píng)估設(shè)計(jì)方案和降低設(shè)計(jì)風(fēng)險(xiǎn)；在認(rèn)證階段，替代從主部件到全尺寸試驗(yàn)的認(rèn)證試驗(yàn)?？湛鸵赃^(guò)去的試驗(yàn)經(jīng)驗(yàn)為基礎(chǔ)，對(duì)A340前梁屈曲(靜強(qiáng)度)、A380座艙鳥(niǎo)撞(瞬態(tài)動(dòng)力學(xué))、A300的47框裂紋分析(疲勞與損傷容限)以及發(fā)動(dòng)機(jī)掛架的瞬態(tài)熱模型作了分析驗(yàn)證，并提出了虛擬試驗(yàn)項(xiàng)目的目標(biāo)和發(fā)展路線圖。在空客公司，結(jié)構(gòu)虛擬試驗(yàn)已成為結(jié)構(gòu)分析的一部分，并已取得了巨大的成就。

4 結(jié)構(gòu)虛擬試驗(yàn)與傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)分析和試驗(yàn)的關(guān)系

4.1 結(jié)構(gòu)虛擬試驗(yàn)與結(jié)構(gòu)分析、強(qiáng)度校核的關(guān)系

結(jié)構(gòu)虛擬試驗(yàn)是以微觀力學(xué)的逐漸破壞分析為基礎(chǔ)，采用不同層次的分析模型和高保真的破壞分析方法，利用已有的試驗(yàn)數(shù)據(jù)，采用經(jīng)過(guò)認(rèn)證的、可靠的分析技術(shù)和軟件，對(duì)結(jié)構(gòu)的響應(yīng)性能快速做出反應(yīng)，以比較不同的結(jié)構(gòu)材料／工藝，判別結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的多種候選方案。虛擬試驗(yàn)采用的破壞模式及分析模型需要通過(guò)一定的試驗(yàn)標(biāo)定或驗(yàn)證，常規(guī)的結(jié)構(gòu)分析軟件只是虛擬試驗(yàn)的工具之一。

結(jié)構(gòu)虛擬試驗(yàn)軟件是一個(gè)開(kāi)放式平臺(tái)，具有不斷完善補(bǔ)充經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)和有效的分析方法、對(duì)比評(píng)估數(shù)值仿真和真實(shí)的物理試驗(yàn)結(jié)果的功能，通過(guò)不斷地積累提高虛擬試驗(yàn)的可信度。結(jié)構(gòu)虛擬試驗(yàn)也不同于常規(guī)的強(qiáng)度校核，不僅要給出強(qiáng)度極限以及在使用環(huán)境下是否安全的強(qiáng)度結(jié)論，而且要模擬破壞過(guò)程，模擬破壞機(jī)理，挖掘結(jié)構(gòu)潛力。虛擬試驗(yàn)范疇遠(yuǎn)大于強(qiáng)度校核。

4.2 結(jié)構(gòu)的虛擬試驗(yàn)與物理試驗(yàn)的關(guān)系

結(jié)構(gòu)的虛擬試驗(yàn)與物理試驗(yàn)共同點(diǎn)都是驗(yàn)證結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度性能。但是虛擬試驗(yàn)與物理試驗(yàn)面向的對(duì)象不同，一個(gè)是數(shù)字模型，一個(gè)是真實(shí)物理模型，因此，所采用的試驗(yàn)方法和核心技術(shù)不同。虛擬試驗(yàn)主要研究如何建立準(zhǔn)確的數(shù)學(xué)模型和如何利用數(shù)學(xué)模型準(zhǔn)確分析結(jié)構(gòu)響應(yīng)，而常規(guī)結(jié)構(gòu)試驗(yàn)則側(cè)重于如何準(zhǔn)確地加載和如何精確地測(cè)量結(jié)構(gòu)的響應(yīng)。

物理試驗(yàn)主要證明結(jié)構(gòu)在試驗(yàn)載荷下結(jié)構(gòu)是否破壞，用以驗(yàn)證飛機(jī)結(jié)構(gòu)的安全性，但是，物理試驗(yàn)的成本很高，而且物理試驗(yàn)通常并不做到破壞，即使進(jìn)行破壞試驗(yàn)，也只能選取一種最危險(xiǎn)載荷情況，驗(yàn)證破壞模式和破壞部位。虛擬試驗(yàn)可進(jìn)行上千種仿真試驗(yàn)，驗(yàn)證每一種載荷情況及每一種可能導(dǎo)致破壞的載荷情況，覆蓋面寬而且成本較小。

5 飛機(jī)結(jié)構(gòu)靜強(qiáng)度虛擬試驗(yàn)技術(shù)

5.1 飛機(jī)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度試驗(yàn)虛擬試驗(yàn)要求

一種新型飛機(jī)的研制需要進(jìn)行全機(jī)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度靜力驗(yàn)證試驗(yàn)以及大量的、各種類(lèi)型和各種規(guī)模的飛機(jī)結(jié)構(gòu)部件強(qiáng)度靜力驗(yàn)證試驗(yàn)，以保證整個(gè)飛機(jī)結(jié)構(gòu)在強(qiáng)度設(shè)計(jì)上是可靠的和最優(yōu)的，對(duì)于改進(jìn)、改型飛機(jī)，也需要經(jīng)過(guò)試驗(yàn)來(lái)驗(yàn)證結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度性能以及所用的分析方法和工具的正確性，總之每種飛機(jī)結(jié)構(gòu)及結(jié)構(gòu)部件都要進(jìn)行多種載荷情況的強(qiáng)度試驗(yàn)，整個(gè)飛機(jī)結(jié)構(gòu)靜強(qiáng)度試驗(yàn)過(guò)程不僅要耗費(fèi)大量的人力和物力，還要花費(fèi)相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間才能完成，是造成新型飛機(jī)研制成本很高、周期很長(zhǎng)的一個(gè)重要原因。

使用計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)，通過(guò)飛機(jī)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度靜力虛擬仿真試驗(yàn)系統(tǒng)，在計(jì)算機(jī)上對(duì)虛擬的飛機(jī)結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)部件進(jìn)行結(jié)構(gòu)強(qiáng)度靜力虛擬仿真試驗(yàn)，即：虛擬結(jié)構(gòu)靜強(qiáng)度試驗(yàn)，可以驗(yàn)證與發(fā)現(xiàn)飛機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的各種缺陷并及時(shí)修改，這無(wú)疑將會(huì)極大地降低試驗(yàn)成本，縮短試驗(yàn)周期。

虛擬結(jié)構(gòu)靜強(qiáng)度試驗(yàn)是建立在大量真實(shí)的物理的試驗(yàn)結(jié)果基礎(chǔ)之上的、解決現(xiàn)實(shí)結(jié)構(gòu)靜強(qiáng)度試驗(yàn)問(wèn)題的計(jì)算機(jī)虛擬仿真試驗(yàn)，飛機(jī)結(jié)構(gòu)靜強(qiáng)度試驗(yàn)仿真系統(tǒng)就是進(jìn)行這種虛擬結(jié)構(gòu)靜強(qiáng)度試驗(yàn)的計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng)。是結(jié)構(gòu)強(qiáng)度試驗(yàn)的計(jì)算機(jī)仿真。

飛機(jī)結(jié)構(gòu)靜強(qiáng)度試驗(yàn)計(jì)算機(jī)仿真系統(tǒng)通過(guò)虛擬的結(jié)構(gòu)靜強(qiáng)度試驗(yàn)過(guò)程可以預(yù)先演練真實(shí)飛機(jī)結(jié)構(gòu)靜強(qiáng)度試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)試驗(yàn)方案與試驗(yàn)過(guò)程中可能存在的各種缺陷，保證真實(shí)強(qiáng)度試驗(yàn)的成功進(jìn)行；可以定性或定量地得到飛機(jī)結(jié)構(gòu)的試驗(yàn)結(jié)果，并隨著這種試驗(yàn)結(jié)果準(zhǔn)確性和可靠性的提高，在一定程度上可以取代部分結(jié)構(gòu)靜強(qiáng)度試驗(yàn)。

飛機(jī)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度虛擬試驗(yàn)過(guò)程中存在著多種結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案、多種分析模型，對(duì)這些設(shè)計(jì)方案和分析模型要進(jìn)行對(duì)比分析和評(píng)估。對(duì)于每一種設(shè)計(jì)方案，無(wú)論是哪一種強(qiáng)度特征虛擬試驗(yàn)，都涉及到虛擬試驗(yàn)過(guò)程的流程組織與控制、過(guò)程數(shù)據(jù)的管理、不同部門(mén)之間的協(xié)調(diào)以及提高工作效率等問(wèn)題。

為了解決上述問(wèn)題需要選擇一個(gè)仿真管理平臺(tái)，在該平臺(tái)上研發(fā)飛機(jī)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度虛擬試驗(yàn)系統(tǒng)，為強(qiáng)度虛擬提供操作平臺(tái)，從而建立虛擬試驗(yàn)架構(gòu)。

5.2 飛機(jī)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度虛擬試驗(yàn)架構(gòu)

飛機(jī)結(jié)構(gòu)靜強(qiáng)度試驗(yàn)主要包括三個(gè)組成部分。

(1)結(jié)構(gòu)靜強(qiáng)度試驗(yàn)大綱和試驗(yàn)方案。

(2)靜力試驗(yàn)的飛機(jī)結(jié)構(gòu)試件。

(3)結(jié)構(gòu)靜強(qiáng)度試驗(yàn)過(guò)程。

針對(duì)飛機(jī)結(jié)構(gòu)靜強(qiáng)度試驗(yàn)的三個(gè)方面，所建立的飛機(jī)結(jié)構(gòu)靜強(qiáng)度虛擬試驗(yàn)系統(tǒng)包含：飛機(jī)結(jié)構(gòu)靜強(qiáng)度試驗(yàn)的試驗(yàn)環(huán)境、試驗(yàn)樣機(jī)和試驗(yàn)過(guò)程的虛擬仿真。

對(duì)于上述虛擬試驗(yàn)系統(tǒng)的要求，建立試驗(yàn)虛擬試驗(yàn)系統(tǒng)平臺(tái)架構(gòu)，由三個(gè)子系統(tǒng)組成，即：結(jié)構(gòu)靜強(qiáng)度虛擬試驗(yàn)環(huán)境子系統(tǒng)、試驗(yàn)虛擬樣機(jī)子系統(tǒng)和虛擬試驗(yàn)過(guò)程子系統(tǒng)。這三個(gè)子系統(tǒng)既相互關(guān)聯(lián)又相互獨(dú)立，試驗(yàn)虛擬環(huán)境和試驗(yàn)虛擬樣機(jī)子系統(tǒng)可以分別開(kāi)發(fā)，并可以獨(dú)立運(yùn)行或聯(lián)合運(yùn)行，虛擬試驗(yàn)過(guò)程子系統(tǒng)是建立在這兩個(gè)仿真子系統(tǒng)之上的，與它們一起共同完成完整的飛機(jī)結(jié)構(gòu)靜強(qiáng)度虛擬試驗(yàn)。

5.2.1 虛擬試驗(yàn)環(huán)境

靜力試驗(yàn)環(huán)境仿真子系統(tǒng)能夠進(jìn)行飛機(jī)結(jié)構(gòu)靜強(qiáng)度試驗(yàn)的試驗(yàn)設(shè)計(jì)并同時(shí)模擬設(shè)計(jì)的設(shè)備安裝與運(yùn)動(dòng)，驗(yàn)證試驗(yàn)設(shè)計(jì)的正確性與可靠性。試驗(yàn)環(huán)境仿真包括了結(jié)構(gòu)靜強(qiáng)度試驗(yàn)的試驗(yàn)設(shè)計(jì)和環(huán)境仿真。

試驗(yàn)設(shè)計(jì)環(huán)境仿真以真實(shí)比例尺寸顯示三維飛機(jī)結(jié)構(gòu)的外形以及各種試驗(yàn)設(shè)備的安裝效果，可以直觀地檢查膠布帶的粘貼位置、重疊情況、粘貼角度，杠桿系統(tǒng)的分區(qū)情況、連接效果以及加載設(shè)備連接情況?？梢詣?dòng)態(tài)地檢查加載系統(tǒng)的干涉情況。

5.2.2 虛擬試驗(yàn)樣機(jī)

試驗(yàn)樣機(jī)仿真子系統(tǒng)通過(guò)虛擬的飛機(jī)樣機(jī)模擬真實(shí)飛機(jī)結(jié)構(gòu)在承受各種載荷過(guò)程中結(jié)構(gòu)發(fā)生的外部變化(幾何變形等)和內(nèi)部變化(應(yīng)力、應(yīng)變等)規(guī)律。虛擬樣機(jī)仿真需要針對(duì)飛機(jī)結(jié)構(gòu)的不同研究領(lǐng)域(靜力學(xué)、動(dòng)力學(xué)、疲勞壽命等)建立不同的飛機(jī)結(jié)構(gòu)仿真模型，飛機(jī)結(jié)構(gòu)靜強(qiáng)度試驗(yàn)仿真系統(tǒng)中的試驗(yàn)樣機(jī)仿真模型是飛機(jī)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度靜力仿真模型。飛機(jī)結(jié)構(gòu)的靜力有限元模型可以作為試驗(yàn)樣機(jī)的一種仿真模型，有限元方法分析的結(jié)果作為仿真試驗(yàn)的結(jié)果，有限元方法作為一種建模方法，即：建立飛機(jī)結(jié)構(gòu)靜力分析的有限元模型。通過(guò)結(jié)構(gòu)靜力有限元分析系統(tǒng)模擬飛機(jī)結(jié)構(gòu)承受載荷時(shí)的表現(xiàn)行為(結(jié)構(gòu)變形、應(yīng)力和應(yīng)變的變化)。

5.2.3 虛擬試驗(yàn)過(guò)程

結(jié)構(gòu)靜強(qiáng)度試驗(yàn)過(guò)程的計(jì)算機(jī)仿真是通過(guò)虛擬現(xiàn)實(shí)(Virtual Reality)技術(shù)，在試驗(yàn)環(huán)境仿真與試驗(yàn)樣機(jī)仿真的基礎(chǔ)上，對(duì)整個(gè)飛機(jī)結(jié)構(gòu)靜強(qiáng)度試驗(yàn)體系與結(jié)果進(jìn)行的計(jì)算機(jī)仿真。虛擬試驗(yàn)過(guò)程調(diào)用和協(xié)調(diào)試驗(yàn)環(huán)境仿真與試驗(yàn)樣機(jī)仿真子系統(tǒng)動(dòng)態(tài)地、直觀地表現(xiàn)飛機(jī)結(jié)構(gòu)靜力數(shù)字試驗(yàn)的過(guò)程和結(jié)果。

試驗(yàn)過(guò)程仿真子系統(tǒng)不僅能對(duì)結(jié)構(gòu)靜力試驗(yàn)的執(zhí)行系統(tǒng)(試驗(yàn)載荷加載系統(tǒng))進(jìn)行仿真，也能對(duì)試驗(yàn)的反饋系統(tǒng)(試驗(yàn)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng))進(jìn)行仿真。使用試驗(yàn)過(guò)程仿真子系統(tǒng)演練飛機(jī)結(jié)構(gòu)靜強(qiáng)度試驗(yàn)并得到仿真試驗(yàn)結(jié)果數(shù)據(jù)，以仿真結(jié)果為參考數(shù)據(jù)，在真實(shí)試驗(yàn)中可以及時(shí)檢測(cè)出采集數(shù)據(jù)的異常并診斷出異常的根源，保證真實(shí)試驗(yàn)的成功進(jìn)行。

5.3 實(shí)施飛機(jī)結(jié)構(gòu)靜強(qiáng)度虛擬試驗(yàn)的工作流程

基于現(xiàn)階段飛機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)情況，以及結(jié)構(gòu)強(qiáng)度虛擬試驗(yàn)的特點(diǎn)、優(yōu)點(diǎn)，建議開(kāi)展結(jié)構(gòu)強(qiáng)度虛擬試驗(yàn)技術(shù)研究，實(shí)施靜強(qiáng)度虛擬試驗(yàn)。

首先在總體、結(jié)構(gòu)、強(qiáng)度集成設(shè)計(jì)平臺(tái)中建立飛機(jī)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度虛擬試驗(yàn)系統(tǒng)，用于提供結(jié)構(gòu)強(qiáng)度虛擬試驗(yàn)平臺(tái)。

飛機(jī)結(jié)構(gòu)虛擬試驗(yàn)技術(shù)的核心內(nèi)容是對(duì)設(shè)計(jì)的飛機(jī)結(jié)構(gòu)進(jìn)行準(zhǔn)確地結(jié)構(gòu)破壞能力的強(qiáng)度評(píng)估，給出數(shù)值分析結(jié)果以及結(jié)構(gòu)破壞模式。

飛機(jī)結(jié)構(gòu)靜強(qiáng)度試驗(yàn)虛擬試驗(yàn)流程可以歸納為以下幾個(gè)階段。

(1)制定試驗(yàn)項(xiàng)目，編制試驗(yàn)任務(wù)書(shū)、試驗(yàn)大綱。

(2)進(jìn)行結(jié)構(gòu)有限元計(jì)算分析。

(3)進(jìn)行虛擬試驗(yàn)件設(shè)計(jì)，建立虛擬試驗(yàn)環(huán)境。

(4)進(jìn)行虛擬試驗(yàn)。

(5)試驗(yàn)結(jié)果評(píng)估，編制試驗(yàn)報(bào)告。

基于上述規(guī)劃的流程，并結(jié)合CAD/CAE技術(shù)，定制飛機(jī)結(jié)構(gòu)靜強(qiáng)度虛擬試驗(yàn)過(guò)程。

6 開(kāi)展飛機(jī)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度虛擬試驗(yàn)的一些思考

飛機(jī)結(jié)構(gòu)靜強(qiáng)度虛擬試驗(yàn)系統(tǒng)的建立是開(kāi)展飛機(jī)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度虛擬試驗(yàn)技術(shù)的開(kāi)始。通過(guò)飛機(jī)結(jié)構(gòu)虛擬試驗(yàn)結(jié)果與真實(shí)試驗(yàn)結(jié)果的對(duì)比分析，不斷修正試驗(yàn)環(huán)境、試驗(yàn)樣機(jī)和試驗(yàn)過(guò)程的建模方法和虛擬模型，建立飛機(jī)結(jié)構(gòu)靜力模型的校核、驗(yàn)證和確認(rèn)(Verification Validation and Accreditation VV&A)方法和標(biāo)準(zhǔn)，使得對(duì)于某些結(jié)構(gòu)類(lèi)型或某些試驗(yàn)類(lèi)型可以使用計(jì)算機(jī)仿真試驗(yàn)代替。

飛機(jī)結(jié)構(gòu)靜強(qiáng)度虛擬試驗(yàn)系統(tǒng)的建立不僅是飛機(jī)結(jié)構(gòu)靜強(qiáng)度試驗(yàn)計(jì)算機(jī)仿真的開(kāi)始，也是其他飛機(jī)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度試驗(yàn)計(jì)算機(jī)仿真的開(kāi)始。以飛機(jī)結(jié)構(gòu)靜強(qiáng)度試驗(yàn)仿真系統(tǒng)為平臺(tái)，共享已建立的計(jì)算機(jī)軟件資源和數(shù)據(jù)資源將能很快地建立其他類(lèi)型的飛機(jī)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度試驗(yàn)仿真系統(tǒng)。

[1]張寶珍.虛擬試驗(yàn)與仿真驗(yàn)證技術(shù)在國(guó)外武器裝備研制中的應(yīng)用.

[2]孫俠生,段世慧.飛機(jī)結(jié)構(gòu)虛擬試驗(yàn)與認(rèn)證方法的發(fā)展趨勢(shì).計(jì)算機(jī)測(cè)量與控制.

[3]趙雯,廖馨,代坤,彭健.虛擬試驗(yàn)驗(yàn)證技術(shù)發(fā)展思路研究.計(jì)算機(jī)測(cè)量與控制.

羅樹(shù)東(1974—),男,漢族,安徽舒城人,高級(jí)工程師,研究方向?yàn)閺?qiáng)度設(shè)計(jì)和驗(yàn)證技術(shù)。