CATIA与ANSYS在机翼吊挂肋三维建模及强度计算中的应用

本文主要探讨了基于CATIA的机翼吊挂肋三维实体建模及其在ANSYS中的强度计算方法。研究背景设置在沈阳航空航天大学，由机械设计制造及其自动化专业的学生完成，旨在展示CAD（计算机辅助设计）软件CATIA V5在航空工程中的实际应用以及与有限元分析软件ANSYS的集成。 首先，文章明确了研究目标，即通过对机翼吊挂肋这一关键部件的建模，展示其在飞行器设计中的重要作用。吊挂肋作为连接机翼和机身的关键结构，需要确保在各种工况下具有足够的强度和稳定性。吊挂肋设计不仅需要满足空气动力学性能，还要考虑结构强度，这就涉及到三维建模和强度分析。 在建模阶段，CATIA V5以其直观的用户界面和强大的几何建模能力被选为工具。学生详细描述了如何通过这款软件从二维图纸出发，进行曲面创建、装配、布尔运算等步骤，构建出精确的三维实体模型。CATIA的优势在于其能够快速、准确地创建复杂的几何形状，使得设计师能够高效地进行设计迭代。 接下来，论文转向了ANSYS软件的应用。ANSYS被选为进行强度分析的关键工具，因为它提供了一整套全面的解决方案，包括应力分析、应变分析和结构动力学模拟。在这个阶段，学生简化了模型，设置了必要的参数，如材料类型、弹性模量和泊松比等，然后通过网格划分将三维模型分解为小的子单元，以便进行有限元分析。 加载条件和边界条件的设定是计算过程中至关重要的步骤，这涉及到外部载荷（如飞行时的气动载荷）和内部载荷（如自重或部件间的相互作用）。通过设定这些条件，学生模拟了吊挂肋在实际工作环境下的受力情况。然后，ANSYS软件执行求解，计算出模型在不同载荷下的响应，生成应力分布图，从而评估吊挂肋的结构安全性。 总结来说，这篇论文深入探讨了如何利用CATIA V5进行精确的三维建模，并结合ANSYS进行强度计算，为飞机机翼吊挂肋设计提供了一个完整的数值模拟流程。这种方法在航空工程设计中具有重要意义，能够提高设计效率，减少物理实验的成本，同时确保产品的性能和安全。通过这种方式，学生们展示了CAD和有限元分析软件在现代工程设计中的结合应用，为未来的工程师们提供了宝贵的学习案例。