iSolver案例：机翼建模与分析

1. 引言：

机翼是飞机的重要部件之一，安装在机身上。其最主要作用是产生升力，同时也可以在机翼内部置弹药仓和油箱，在飞行中可以收藏起落架。另外，在机翼上还安装有改善起飞和着陆性能的襟翼和用于飞机横向操纵的副翼，有的还在机翼前缘装有缝翼等增加升力的装置。

由于飞机是在空中飞行的，因此和一般的运输工具和机械相比，就有很大的不同。飞机的各个组成部分要求在能够满足结构强度和刚度的情况下尽可能轻，机翼自然也不例外，加之机翼是产生升力的主要部件，而且许多飞机的发动机也安装在机翼上或机翼下，因此所承受的载荷就更大，这就需要机翼有很好的结构强度以承受这巨大的载荷，同时也要有很大的刚度保证机翼在巨大载荷的作用下不会过分变形。因此对机翼进行科学、合理的设计尤为重要。

2. 模型背景

现在，基于有限元分析的优化设计技术已经被应用于机翼的设计与优化。本文建立了以壳单元为基础的机翼简化分析模型，通过施加典型均布载荷工况校核机翼的强度和刚度，并分别通过abaqus和iSolver两种软件进行结果合理性验证。

3. 建模

根据常见机翼构型设计，本文选用壳单元进行结构建模，机翼剖面图及有限元模型如下图所示：

为保证模型的求解精度和求解效率，单元类型选用壳单元S4R，模型共划分为5157个节点和5156个单元。

为简化机翼载荷，在机翼上表面施加均布载荷，在机翼根部施加固定约束以模拟机翼与机身的固定连接，具体形式如下图所示。

4. 结果对比

分别采用abaqus和isolver软件的静力学分析进行机翼模型计算，结果分析如下：

1) 应力

a) 视图1（米塞斯应力）

iSolver结果：

Abaqus结果：

2) 总应变

iSolver结果：

Abaqus结果：

3) 位移

iSolver结果：

Abaqus结果：

5. 结果对比总表如下

由以上结果云图分析可知，iSolver和ABAQUS两个求解器对同一模型分析的结果同一性较好，应力应变的最值发生位置一致，具体数值分析见下表。

6. iSolver免费下载

iSolver为免费软件，且无license限制，最新版免费下载地址如下：

https://www.jishulink.com/content/post/337351

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