常识安装架结构的强度有限元分析2023/2/19 14:03:43

会呼吸的痛

在机载雷达通讯设备中，安装架作为雷达设备的重要承力结构件和电子设备安装平台，其作用是将雷达可更换单元(LRU)安装固定在飞机雷达舱内，同时提供各LRU间电缆布线、冷却风量分配及接地等功能。受载机重量和空间的严格限制，要求安装架不仅重量轻、体积小，而且必须满足载机在过载、冲击和随机振动等恶劣环境条件下结构的刚强度要求。有限元分析的具体问题可以到我们网站了解一下，也有业内领域专业的客服为您解答问题，为成功合作打下一个良好的开端！

为了保证安装架的结构刚强度以及各设备的可靠性，使其适应载机的过载、冲击、振动等环境条件，必须对安装架进行刚强度有限元分析和疲劳损伤评估，从而化设计安装架。本文结合际工程设计需要，基于机载雷达设备安装架，考虑载机的际工作环境条件，采用有限元分析方法对安装架结构进行了结构静力、冲击、随机振动分析和耐久试验条件下的结构疲劳损伤评估。分析结果对于雷达安装架结构的轻量化、小型化设计和环境试验具有重要的工程意义和指导作用。


根据雷达的组成与布局，安装架采用框架结构形式，分为上下两层，每层安装两个LRU。LRU与安装架采用定位销一导轨一螺钉相结合的方式固定联结，从而现各单元的速更换与维修。考虑到安装架的可制造性，整个安装架由前框、后框、底框、辅助梁、支座以及固定板组成，通过铆钉连接起来。


安装架承受的比较大过载为135；冲击载荷为后峰锯齿波，其峰值加速度为20，持续时间11；随机振动激励的频率范围为10-2000H。


本文针对机载雷达安装架进行分析简化，通过PE软件建立模型并在A软件环境下划分格，赋予各自的材料属性，包括密度、弹性模量、泊松比等。整个安装架有限元模型共有110962个单元、117552个节点。


由于此安装架的结构较复杂，且属于薄壁结构，在有限元分析中满足壳单元的简化计算条件，因此采用壳单元并划分格。整个安装架由多个框架通过铆钉连接起来，在有限元分析中，完全模拟铆钉的连接关系并考虑相互作用关系是一个非常复杂的非线性分析，为此作一定的简化处理：在铆钉连接处使用一体化结构代替，由于没有考虑连接部件的接触关系，连接处的应力与际情况必然有一定的误差，但对总体的应力分析影响很小，该简化方式在际工程中是可行的。


雷达安装架组件际使用过程中安装有4个LRU，简化计算将其等效为集中质量，通过多点约束单元与相关节点约束起来。


根据安装架在飞机上的安装状态，边界条件为：A和B点为销钉连接，边界条件为释放销钉轴向的平动和转动自由度，其余自由度约束；C点为螺栓连接，按6个方向自由度全部约束处理。


根据环境条件，对雷达安装架各个方向在过载条件下进行仿真分析，结果显示应力与变形比较恶劣方向为Y向。比较大应力出现在安装架前部支耳根部，其值为978MP，小于材料的抗拉强度(材料为铸钢OC18N9，502MP)，满足结构强度要求。


比较大变形出现在安装架上层安装LRU处，其值为036，满足结构指标要求。