1:  VIC-3D在飞机货仓爆炸试验中的应用

2:IHS Goldfire加速航空&国防准确决策

3:Altair航空航天应用

4:VIC-3D航天领域应用


 

1、VIC-3D 在飞机货仓爆炸试验中的应用

本次试验是加拿大全国科学技术委员会宇航研究院在渥太华麦克唐纳卡地亚国际机场所做的飞机货仓爆破试验,试验对象是一架波音727型号飞机,需要对整个爆炸过程飞机钢板的变化情况进行采集与记录,得到爆炸过程中的全场应变数据,以此来量化在商务飞机货仓内的爆炸影响,识别出飞机货仓高应变区域所在实际位置,最终研究与提升飞机的各方面设计概念,提高飞机的安全性并且帮助科学家们更好地理解结构损坏。



本次试验的进行有如下几点困难之处:
1.飞机结构过大,测量区域大致为1800×600mm,无法用应变片测量方式进行测量
2.需要得到全场数据
3.爆炸的同时触发高速相机
4.确保人员与设备安全
5.爆炸时散斑不能脱落,否则无法追踪
6.成本巨大,无法重复实验,需一次成功

VIC-3D凭借其非接触与全场测量的特色,圆满完成此次实验测量任务。在此次试验中,使用了环氧基聚乙烯材料来制作散斑,以确保散斑不会脱落,能够得到足够多的数据信息。由于高速相机工作时间很短,为了得到完整试验过程中的数据,使用TTL信号实时触发高速DIC系统,保证相机开始拍摄的时间便是爆炸实际发生的时间,完整记录爆炸过程,提高试验效率。最终得到完好的试验结果。


VIC-3D优势
1.全场测量:由于应力集中位置不可提前确定,故需对全场数据进行测量,而VIC-3D可直接获得全场应变、位移、变形、形貌等数据。
2.非接触测量:相比传统的应变片、引伸计、传感器等的测量,非接触测量方式可以消除粘胶、传感器自身质量和特性对测量结果准确性的影响。
3.试验过程可追溯可评估:整个试验的每一过程都是可评估的,确保试验结果数据真实可靠。


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2、IHS Goldfire加速航空&国防准确决策

     

 随着行业的兼并、订单至上的逻辑、技术骨干的老化、新市场的不断变化,这些境况都会迫使航空&国防要执行更有侵略性的价格策略、进行产品创新、加速产品交付来赢取订单。与长期的竞争优势与高利润相比,出色的加工制造能力就不再显得那么重要了。

      为了迎接以上挑战,航空&国防行业必须用深度的信息、专业的技能为工程师和技术负责人进行装备。

      IHS Goldfire 提供了一种获取知识的平台------它可以把大量的信息转换成一种精确的信息,并且还能与其他人进行协同,以实现更快更准确地作了决策。

全球领先的航空&国防公司应用IHS Goldfire完成:

• 提升产品质量、实现长期利润的设计
• 避免由于职员退休导致的知识流失
• 重复利用已有验证的技术、吸取前人的经验教训和专业技术
• 获取产品最初的设计理念
• 加速新产品上市
• 快速获取失效场景和成功方案

      应用世界级的语义检索技术,从企业内、外网获取相关的解决方案、概念、想法。

      通过多专利语义技术进行驱动,应用IHS Goldfire,就能实现方案的递送,不管这些方案隐藏在大量的本地文件中,或者不同的格式,甚至是用不同的语言发表,都无障碍。

      利用IHS Goldfire的语义检索技术、专业的技术从内、外网获取深度的技术信息,以加速产品的设计与研发。

促进知识共识与再利用

      变化与全球化的工人要求具有更高的生产力和共享知识资产。在企业内部,IHS Goldfire能够精确定位那些深埋在个人文件夹、共享硬盘、电子邮件、企业内网和各种资源库、文件管理系统和其它企业知识库的方案,包括许多实际案例、经验总结、再利用的项目资料与全球性团队的知识资源。

集成外部行业与技术信息

      在企业外部,IHS Goldfire提供了访问广阔资源的方法,这些资源包括:各种标准、技术期刊、全球专利和各种网站。

      IHS Goldfire还能让用户访问的其它行业相关的技术信息,用于激发创意与加速问题的求解。非常独特上的是,IHS Goldfire为航空&国防企业提供以下资源服务:

• American Society of Quality (ASQ)
• Materials Information Society(ASM)
• IEEE
• IHS AV-Data
• IHS ESDU
• IHS Jane’s
• IHS Standards Expert
• Institute of Physics
•International Society for Optics and Photonics (SPIE)
• NASA Tech Briefs
• SAE International
• Springer
• Springer Materials

      结合IHS Goldfire,以上任何一种资源都会成为一种决策性的智力信息,辅助用户做出精确的决策。

加速问题求解

      借助IHS Goldfire可以使用户在检索方案节省大量的时间,特别是IHS Goldfire Innovator为用户的工作大大提高了效率,它整合了思路生成的方法论,通过获取企业内部与外部的资源来提高创造力。这个平台具有自动的问题求解方法论,如TRIZ,价值工程、根源分析、FMEA(故障模式及影响分析),通过以上这些方法来定义和分析问题,把握产品的需求和存在问题,把用户需求转换成设计模型,驱动产品的创新,做出突破性的决策!

IHS Goldfire在航空&国防应用项目:
• 改进喷气式发动机的燃油传输系统设计,解决了发动机停机后管道燃油滞留与喷嘴堵塞的问题
• 改进飞机水平翼快速安装和拆卸的工艺,提高检测与维修能力
• 优化光学平台的大小、重量、制造成本,提高伺服性能
• 降低光学陀螺仪热敏性与振动(通过改变材料、线圈结构和受热时的弹性变化等)
• 解决光纤对齐调整耗时问题(应用于与环氧树脂对接)
• 改进潜水艇照明系统的设计,节能12%
• 改进采矿设备破裂问题(通过减少重量、提高弹性)
• 改进导弹作战控制与降低风险性能(通过优化指挥系统)
• 探索未来战争方法与技术(如声穴作为攻击武器的应用)


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3 Altair航空航天应用

仿真云套件凭借丰富的专业经验,Altair 能有效帮助航空航天行业客户克服工程设计方面的诸多挑战。借助仿真驱动设计领域的专业技术,我们可以为世界领先的航空航天原始设备制造商和零部件供应商创造巨大价值。

最轻量设计
仿真云套件随着全球竞争的日趋激烈和环境意识的逐渐加强,开发轻型优化的航空航天结构已是势在必行。我们擅长利用优化技术找出最轻量的金属结构或复合材料结构,并借以成功帮助大型航空航天原始设备制造商创办优化中心。
复合材料设计
仿真云套件Altair 一直占据领先的技术和应用优势,能充分使用复合材料开发轻量型的高性能结构。通过我们的“复合材料设计环境”,航空航天行业的客户可以找出重量和性能均最佳的层叠结构、快速整合和模拟概念并精确预测纤维和基体失效、分层、破裂和裂纹扩展等冲击损坏。
高级仿真与分析
仿真云套件我们在开发复杂的高保真有限元模型方面拥有丰富经验,能够为机翼、引擎和飞机内饰的预测性虚拟测试提供有效支持。此外,我们还模拟了多种易损性事件,并成功执行相关性分析。这些易损性事件包括:鸟撞、爆胎、水上迫降、乘客安全、撞击事件

典型用户

OEM - Fixed Wing
Airbus 、Boeing、EADS、Lockheed Martin、Northrop Grumman、Cessna、Embraer、Bombardier Aerospace、COMAC、Mitsubishi、Gulfstream

OEM - Aircraft Engines
GE Aircraft Engines、Rolls Royce、Pratt-Whitney、Avio、MTU Aeroengines

OEM - Aircraft Engines
Eurocopter、Boeing、Augusta Westland、Bell Helicopter、Sikorsky

OEM - Space Technology
EADS Astrium、OHB-System AG、MT Aerospace、ATK Launch Systems、NASA、SpaceX、Blue Origin

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4、VIC-3D航天领域应用

  2011年3月23日,NASA测试了战神五号燃料仓在负载下的压溃变形,完成了里程碑式的实验。飞船燃料仓直径8.4米高6.1米,在燃料仓的上面施加负载来观察整个仓表面的应变情况。

  燃料仓体积很大,要想观测整个表面的应变非常困难。而且实验前发生变形的区域未知,要想观测到应力集中并且变形的区域,必须进行全场的观测。要是贴上普通应变片来测量,则需要把燃料仓表面贴满,但应变片观测的只是一个点的应变情况,根本覆盖不了整个仓体表面,并不是真正意义上的全场测量。

 

  NASA运用了DIC方法完成了这次实验,在燃料仓表面做上散斑,观察仓体在载荷下的散斑场的变化从而得到全场应变。用VIC-3D设备对整个实验进行全场全程观测

实验难点如下:

1.观测区域太大,燃料仓直径8.4米,高6.1米

2.实验前应变集中和变形的区域未知,只能进行全场观测

3.发生压溃变形的时间未知,只能对整个实验进行全程观测

VIC-3D的解决方法:

1.运用多组阵列系统,对燃料仓进行了全场观测

2.VIC-3D非接触式全场测量系统对全场进行观测,分析计算得到全场应变

3.长时间的实验观测,完整测量整个实验过程,得到了应变集中和压溃变形区域

 

  NASA在燃料仓周围摆上多组VIC-3D系统,对燃料仓的全场进行全程观测,并且分析得到全场应变云图,成功的完成了燃料仓的压溃实验,通过测试获得了壳体屈伸设计因子准确的数据,为设计出轻量化,安全、坚固的燃料仓外壳提供了数据支持。

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