【正文】 有限元線性代數(shù)方程組，得到節(jié)點位移。 環(huán)境條件總結 根據(jù)對 內、外環(huán)境條件的考慮，可以對不同航程條件進行不同階段劃分： 圖 航行階段劃分 如上圖為熱分析的航行階段劃分，具體的分階段條件考慮見下 表 。溫度場加載問題一直是 PATRAN 軟件中比較關鍵且問題較多的問題，具體參考第六章總結部分。 圖 結構模型上的溫度云圖 經(jīng)過多種方法的嘗試（第六章總結中有詳細說明）， 一直沒能解決問題， 由于時間限武漢理工大學畢業(yè)論文 12 制，只能暫時放棄結構模型，對熱模型進行修改，進行結構熱應力分 析。 圖 處理后計算模型 材料參數(shù) 在給單元賦予材料參數(shù)前，先對不同的材料參數(shù)進行編號，材料卡編號采 用五位制，一號位為子模型編號，二號位為材料類型，三、四號位為序 表 材料卡編號表 二號位編號 1 2 3 4 5 6 7 0 材料類型 20xx系 7000系 其他鋁合金 鋼 鈦 玻璃纖維 碳纖維 備用 三號位編號 0~4：機頭 5~9：前機 身 0~4：中后 5~9：后機身 序號 針對子模編號為 1：機頭、前機身 針對子模型號為 3：中后機身、后機身 武漢理工大學畢業(yè)論文 13 表 材料卡參數(shù)表 材料牌號 彈性模量 106 pa 泊松比 G 106 pa 熱膨脹系數(shù) 106? 7085T7452 7085T7452 7075T7351 73087 7050T7451 73087 2524T3 2524T3 7075OT62 7075T6 7050T74511 7075OT62 7150T77511 7075T73511 2060T8E30 75000 2024T3 2024OT42 2196T8511 77224 2099T83 Ti6Al4V 113078 說明：由于結構分析模型采用的是毫米制，根據(jù)材料力學公式 IMy?? 其中 My 為 2610m? ， I 為 41210 m? ，應力 ? 的單位應該為 610 Pa。 1D 單元主要為 bar 單元。如圖 。 圖 solid 單元 參數(shù)有 1. Material Name ：定義所使用的材料 Orientaion ：定義非各向同性材料在單元中的方向 。所有的云圖中應力單位均為 MPa 。 s?213232221 )()()[(21 ??????? ??????s][?? ?s][?武漢理工大學畢業(yè)論文 18 階段一 1 地面停留 ? 內、外部自然對流，太陽直射（除 PM），太陽反照（僅 SD），地面、天空輻射 ? 外翼盒燃油的傳熱 6:00~10:00 S12 部分 S31 部分 階段二 2 地面停留 ? APU 組件運行，考慮其對周圍結構和環(huán)境的輻射、換熱 10:00~11:15 武漢理工大學畢業(yè)論文 19 S12 部分 S31 部分 階段三 3 地面停留 ? 空調系統(tǒng)開啟，客艙環(huán)境溫度固定，艙室間全局、局部通風被考慮 ? ACP 溫度輸入控制，對中央翼下周圍結構的輻射、換熱 11:15~12:00 S12 部分 武漢理工大學畢業(yè)論文 20 S31 部分 階段四 4 爬升至海拔 500 英尺 ? 起落架運行，機 輪及起落架系統(tǒng)的散熱，由熱通量輸入考慮 ? 艙內局部通風，溫度由恢復溫度確定考慮對流換熱 12:00~12:10 S12 部分 S31 部分 武漢理工大學畢業(yè)論文 21 階段五 5 爬升至海拔 22500 英尺 起落架艙門關閉，溫度自由考慮 12:10~12:23 S12 部分 S31 部 分 階段六 6 爬升至海拔 39000 英尺 APU 組件開始關閉 12:23~12:33 S12 部分 武漢理工大學畢業(yè)論文 22 S31 部分 階段七 7 巡航 正常巡航飛行，只在此階段考慮起落架艙的剩余泄漏通風 12:33~19:02 S12 部分 S31 部分 武漢理工大學畢業(yè)論文 23 階段八 8 下降至海拔 20xx 英尺 飛機進入降落階段 19:02~19:28 S12 部分 S31 部分 階段九 9 下降至降落 起落架艙開啟，考慮起落架艙的溫度為恢復溫度 19:28~19:33 S12 部分 武漢理工大學畢業(yè)論文 24 S31 部分 從第一個階段到第九個階段，隨著時間的變化，應力值先逐漸變大，在第七階段達到最大值，隨后又逐漸減小，回到初始值。 武漢理工大學畢業(yè)論文 25 第 6 章 總結與展望 本次機身中段的熱應力分析 項目中，在熱分析模型的基礎上，將模型轉換為結構分析模型，并加載溫度場以得到機身熱應力場是任務的全部內容。經(jīng)過反復修改之后，我深有體會，結構模型的建立一定要有規(guī)劃地進行，任何一個單元或節(jié)點的丟失都意味著繁重的查找、修補、試算再重新查找的反復工作。我嘗試著將熱分析結果以 .XDB 文件的格式讀取到結構分析模型中，發(fā)現(xiàn)模型上可以顯示溫度場結果，但在形成溫度場進行線 性插值時（結構模型上某些節(jié)點單元是熱分析模型中所沒有的，其上的溫度值要通過插值得到），卻沒法繼續(xù)算下去，無法形成溫度的空間場，最后發(fā)現(xiàn)插值工作必須在原有網(wǎng)格的基礎上進行。 此次熱應力分析工 作，我收獲頗多，對 軟件有了一定深度的掌握，對研究工作有了深一步的了解與體會，同時也鍛煉了自己進行研究工作的耐心。每次遇到不懂的問題，劉老師總是耐心地給我講解，給予我指導，在此謹向劉老師致以崇高的敬意。感謝你們的陪伴和支持！ 。同時感 謝實驗室的其他師兄們的關懷和支持，給予我繼續(xù)下去的動力。他嚴肅的科學態(tài)度，嚴謹?shù)闹螌W精神，精益求精的工作作風，深深地感染了我。 最后，我只能對熱分析模型進行修改，重新賦予單元屬性和材料參數(shù)，由于網(wǎng)格的稀疏性問題，結構的不連續(xù)是后期工作的主要問題。使用 軟件，正常的溫度場創(chuàng)建應該是采用 FEM 的方式，節(jié)點一一映射，便可加載上溫度場的結果。 在完成這些工作時要注意單位制和數(shù)量級，同時要避免遺漏，對于幾萬個單元，這些工作花費了不少時間。 在中間板與外圍的殼交界處，應力值達到了 260 Mpa。 S20 部分 S12 和 S31 部分溫度場 根據(jù)材料力學第四強度理論，等效應力