航空航天作为高端制造业的代表，其产品研发过程是一项周期长、成本高的复杂系统工程。本期介绍Nexperia为亚太航空航天行业提供的专业仿真咨询和定制开发解决方案。
1、航空领域服务方向
Nexperia为国内外航空航天企业提供全方位的仿真咨询服务，在飞机、航天发动机、火箭、导弹等工业产品的仿真应用和服务方面积累了丰富的成果和经验。
适用于工业产品领域：航天相关飞机、航天发动机、卫星、航天器、导弹、火箭、液体发动机、固体发动机、运载火箭、控制（电子）设备等。
咨询技术主题：结构强度、刚度、稳定性、结构动力学、噪声、转子动力学、复合材料、疲劳寿命、损伤容限、气动设计、燃烧、热场和温度场、多场耦合、设计优化、制造工艺等。
2、典型航天咨询项目及专业体系一览表
3.专业系统——飞机细部结构寿命设计系统
寿命是飞机结构的一个非常重要的指标。传统的静强度设计和疲劳试验寿命确定模型已不能满足新飞机寿命设计的发展要求。必须采用疲劳/耐久性/损伤容限设计来控制应力。水平，完善结构细节设计，减少应力集中，从而保证结构足够的寿命，满足飞机结构的寿命指标要求。
为所有结构设计师构建飞机结构寿命细节优化设计系统，具有完整的设计周期和与各种软件工具集成的工作环境，实现飞机结构分析/优化辅助工艺模型的统一和继承，并逐步成熟沿着主要结构流程一步步进行，最终依靠寿命设计系统，落实各设计阶段的寿命设计要求和指标，真正实现飞机结构寿命设计。
飞机结构寿命细化优化设计系统根据飞机结构不同设计阶段的寿命要求，根据结构设计任务要求，提供从建模、分析到寿命评估和优化的全过程支持，让设计者能够根据设计需要任务要求，快速完成从设计到分析、分析到设计的循环和迭代，进而达到逐步逼近设计指标的目的。
飞机不同设计阶段寿命设计流程与寿命设计应用流程的整合
4、专业系统——民用大涵道比发动机零部件强度设计专用模块
根据民用发动机关键零部件强度设计的任务要求，开发了民用发动机关键零部件强度设计专用模块。以ANSYS软件为基础，利用微软可视化编程和Studio、matlab、UPFS、TCL/TK等二次开发技术，对复杂薄壁气动载荷-强度设计数据转换接口和高精度插值算法进行研究。壁叶栅（如耦合静叶片）结构、低压涡轮叶轮盘、叶片循环对称应变能提取技术研究及方案开发，解决民用发动机关键部件强度设计的计算精度和技术手段难点。
克里格插值结果循环对称结构模态应变能
5、专业系统——火箭整体结构有限元快速建模与分析计算系统开发
火箭整体结构有限元分析系统对设计流程进行梳理，集成设计过程中的各种工具软件，连接CAD和CAE软件之间的数据流，从而提高航天产品数字化设计/分析的效率和能力，实现资源利用。优化提高资源利用效率和计算效率。
系统的具体功能和特点：根据应用逻辑，采用树形组织结构；几何参数、材料参数、网格参数集成到统一界面；自动完成五种纵梁截面定义和三种中框截面定义并完成模型组装。提供模型的关键信息；支持静力、特征值屈曲、后屈曲三种分析条件；自动生成计算报告。
系统功能结构树及系统应用环境
6、专业的系统-导弹设计流程集成及分布式优化设计软件系统
在产品设计初步总体设计参数和指标体系的基础上，逐步细化指标，建立战略导弹总体设计指标树，将指标树中的指标映射到综合参数，采用指标监控系统，动态监控总体关键绩效指标的完成情况，实现总体设计中各专业的状态监控和协同设计。
系统架构及应用环境
7、专业系统——航空发动机热分析计算系统
航空发动机热分析系统复杂，涉及多种程序和算法。分析计算过程中会产生大量数据，数据传输也相当频繁。热分析数据的传输基本上都是手工完成，效率低且缺乏统一性。仿真工程环境提供热分析专用计算程序、仿真分析数据和仿真流程的高效集成管理。
以ANSYS软件为平台，通过二次开发，搭建了航空发动机热分析环境和专用模块，实现了仿真模型处理；定制热分析模拟流程，完成稳态/瞬态非热平衡计算和稳态/瞬态热平衡计算。 ，考虑蒸发热的稳态/瞬态热平衡计算和变形分析；集成自己的专用程序，完成加载和求解；定制后处理系统，自动生成分析报告。
通过该系统实现了通用程序的工程化和专业化，降低了软件的使用难度，实现了多个热分析程序的集成以及程序间数据的有效传输和管理，以及热分析的计算过程是标准化的。在此基础上形成了较为完善的热分析体系和统一的应用环境。
航空发动机热分析计算系统功能框架及应用环境
8、专业系统——导弹发动机颗粒完整性评估分析系统
已经开发了用于颗粒柱完整性评估和分析的各种模板。用户可以在各个模板的指导下快速完成整个仿真过程，包括：总体模型设置模板、材料属性定义模板、网格模型生成模板、凝固冷却分析（瞬态）设置模板、固化冷却分析（稳态）设置模板、弹丸发射分析设置模板、梯度过程分析设置模板、后处理及模拟报告自动生成模板。通过这些模板的开发，规范了粮柱的完整性评价。完整的分析应用流程，融合了分析和计算的经验。
柱完整性评价分析系统应用接口
9、专业系统——大型客机数字化维修系统
针对民机维修数据查询繁琐、维修任务管理困难等问题，开展数字化维修辅助工具及应用技术研究，完成数字化维修系统扩展功能开发和模块开发，开展基于成熟民机模型的综合验证与应用。提高民用飞机工程技术服务能力。
整合维护手册及相关信息，提高查询效率
建立手册和3D模型的管理，实现手册和3D模型的交互应用
提供3D模型交互，直观查看维护记录
提供远程通讯平台，方便维修现场信息反馈
数字化维护系统应用界面
10.专业系统——空客机身结构非线性极限载荷“虚拟试验分析系统”ViTAL
基于 ANSYS APDL 参数化建模语言，为空客定制开发的客机机身蒙皮板“全非线性”快速分析系统。它可以快速建立带加强筋的机身面板的全参数非线性分析。建模，快速模拟各种载荷条件下的极限失效行为，方便地进行参数化研究。
ViTAL可以提供与空客“剪切压力测试”、“框架弯曲测试”等完全一致的边界条件，并充分考虑构件之间的铆接、焊接、紧固、粘接等各种连接技术，以及各种非线性材料和层压材料（如AL-GFRP、CFRP等）、各种力和位移控制载荷等。
机身结构非线性极限载荷分析计算
11.飞机关节有限元分析计算
接头是飞机结构中重要的力传递部件。飞机各连接部位的集中载荷主要依靠接头来传递。关节损伤是飞机结构失效的最常见原因。整体接头的有限元计算和强度分析是典型的静力分析问题。该项目计算连接耳结构的单元类型和网格尺寸、边界条件、载荷、非线性材料因素、非线性接触分析等。对技术细节进行了深入研究，并与实验结果进行了比较。
连接器接线片的有限元分析与计算
12、CFRP碳纤维增强塑料蜂窝夹层结构脱粘分析
由受压芯层和拉伸CFRP表层组成的蜂窝夹层结构具有较高的比刚度。当负载超过阈值时，会发生脱粘失效并发生快速膨胀。通过仿真分析，可以预测发生脱粘失效的极限载荷空间钢结构apdl参数化计算与分析，并可以模拟失效区对结构其他部位的影响。
采用ANSYS“CZM粘附区材料模型”和界面单元模拟芯层和表层的粘附和破坏。通过将“双悬臂试验”和“滚筒剥离试验”的结果与相应的模拟模型进行比较，可以确定粘合失效参数。在此基础上，可以对任意形状的蜂窝夹层结构在任意载荷形式下的破坏模式和极限载荷进行模拟分析，得到结构的断裂能释放速率、损伤增长速率等参数。
复合材料的脱粘分析
13.航空发动机转子动态特性分析
基于ANSYS全三维转子动力学计算功能，采用APDL建立发动机压气机转子、机壳、轴承、支撑板等全参数化分析模型，计算其临界转速特性和不平衡响应空间钢结构apdl参数化计算与分析，为发动机整体动力设计提供信息，并为旋转和静态间隙设计提供参考。
发动机转子系统动态计算
14.动调谐陀螺柔性关节结构动力学分析
分析某型号陀螺接头在断电运输条件下的结构和功能完整性。参照国家军用标准关于武器系统地面运输环境的规定，重点分析陀螺仪的动态特性以及规定运输条件下的应力应变响应，从而判断陀螺仪结构的完整性和功能性能的准确性。在典型的交通环境中，同时提供寿命估计。
停电运输环境下陀螺仪在线性冲击、角冲击、线性随机振动、角随机振动方面的弹性和疲劳寿命。
分析越野、土路、高速50km/h、高速70km/h 4次试验得到的PSD谱，考虑三个方向线性随机振动同时作用下的响应结果和随机疲劳寿命和三个方向的角随机振动。
柔性关节结构的动力分析
15.航天飞行器动态标定计算
我们对多种空天飞行器在各种工况和载荷下，包括极端工况下进行了多次动态计算和分析。我们与专业研究机构和大学进行了多轮审查和重新计算，并取得了很好的比较。大自然并为航天器的设计和开发做出了贡献。
系统铰接式伸缩机构、卷绕式柔性伸缩机构、套筒式伸缩机构
空间站实验舱、空间站电源子系统、空间站柔性电池翼
SZ-7、SZ-8、TG-1靶机、TG-2靶机
航天飞行器模型简化等价、模态计算分析与验证
电池阵列铰链失效，阵列偏转，发生碰撞。对碰撞过程进行仿真分析。
航天器模型的姿态、飞行轨迹、太阳能电池阵列铰链力矩、碰撞接触力
太阳能电池阵列复合材料的显式动力学材料模型等效性
轨道机动、对接碰撞、轨道返回分离、制动和装配维护条件
非线性绳索动力学分析和成功解决方案
飞机每个位置和部件的在轨载荷的计算和自动程序提取
动态校核计算
