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復(fù)合材料梁結(jié)構(gòu)仿真與設(shè)計軟件(Bladesign) 

復(fù)合材料梁結(jié)構(gòu)仿真與設(shè)計軟件Bladesign是一款采用二維剖面特性+一維梁有限元降維分析的，用于旋翼槳葉、風(fēng)電葉片、發(fā)動機葉片、C919客機機翼、導(dǎo)彈和火箭等細(xì)長體結(jié)構(gòu)分析、仿真及優(yōu)化的高效CAE專業(yè)軟件，涵蓋結(jié)構(gòu)靜態(tài)分析、穩(wěn)態(tài)分析、瞬態(tài)響應(yīng)分析及優(yōu)化等功能，為產(chǎn)品初期設(shè)計階段提供工具支撐。

圖 1  復(fù)合材料梁結(jié)構(gòu)仿真與設(shè)計軟件Bladesign

一、功能特點

 1. 復(fù)合材料梁結(jié)構(gòu)鋪層設(shè)計

 2. 任意復(fù)雜截面梁結(jié)構(gòu)剖面特性分析

 3. 梁結(jié)構(gòu)靜力學(xué)、動力學(xué)特性分析

 4. 翼型梁結(jié)構(gòu)參數(shù)化設(shè)計與優(yōu)化

二、特色優(yōu)勢

 1. 設(shè)計、仿真、優(yōu)化一體化，設(shè)計流程閉環(huán)

 2. 獨有的變分漸進任意梁剖面特性分析算法（VABS）

 3. 集成粒子群優(yōu)化算法，實現(xiàn)參數(shù)優(yōu)化設(shè)計

 4. 二維剖面特性+一維有限元分析，效率提升數(shù)倍

三、精度驗證

      復(fù)雜截面外形梁靜力學(xué)分析

a. 計算模型

對上表面受力的復(fù)雜截面梁進行靜態(tài)分析，計算梁上表面指定處的Mises應(yīng)力。

圖 2 復(fù)雜截面梁結(jié)構(gòu)和力載荷示意圖

b. 計算結(jié)果

將Bladesign和多種商業(yè)軟件的計算結(jié)果對比結(jié)果：

圖 3位移和應(yīng)力曲線圖對比

四、典型案例

 管狀梁模態(tài)特性仿真——對管狀梁進行模態(tài)分析，計算梁的各階頻率。

圖 4管狀梁幾何模型與固有頻率計算結(jié)果

 矩形截面梁靜變形和熱傳導(dǎo)仿真——對矩形截面梁進行熱傳導(dǎo)分析，計算指定棱邊上的溫度。

圖 5 矩形截面梁幾何模型和加載示意圖

圖 6 矩形截面梁位移和溫度分布

 槳葉剖面參數(shù)化建模與優(yōu)化仿真——通過對初始翼型的優(yōu)化，得到了性能參數(shù)達(dá)到設(shè)計指標(biāo)的新翼型。

圖 7 槳葉參數(shù)化建模與優(yōu)化