LMS平台在航空机电产品研发中的应用

1、LMS平台在航空机电产品研发中的应用主要内容背景概述LMS平台的应用案例总结背景概述行业背景航空工业金城南京机电液压工程研究中心国内一流的航空机电系统（产品）供应商中心愿景：引领航空机电新发展，成为国际化卓越强者在航空机电行业内，率先建设集成产品开发（IPD）、基 于模型的系统工程（MBSE）等管理、研发体系主要产品有航空柱塞泵、冲压空气涡轮（Ram AirTurbine，简称RAT）、旋转驱动装置等军机和民机产品背景概述行业背景航空机电系统：利用机械能、电能、液压 能等各种二次能源，完成 飞机各种飞行保障功能的 系统，如液压、环控、燃 油系统由各类航空机电产品组成航空机电产品特点：小批量、定

2、制化 挑战：快速设计、验证INCOSE 系统工程手册生命周期产品从构思到退出市场的过程概 念开 发生产使用维持退出背景概述生命周期开 发 阶 段定义、细化系统需求架构和设计实施最初的系统综合、验证并确认系统概 念 阶 段定义问题空间识别和细化利益攸关者需要探索可行方案提出解决方案背景概述生命周期概念阶段-探索可行方案航空柱塞泵任务：已知压力-流量等要求，研究 转子柱塞CBB（共用基础模块）重用 可能性措施：CBB模块仿真分析（UG三维+AMESim 1D模型） 优点：CBB模块不再是单一的三维仿真模型模块化、重用CBB重用有理有据概念阶段-探索可行方案某驱动装置任务：快速确定可行机构方案，向客

3、户汇报 措施：AMESim运动机构建模仿真优点：参数化建模实时分析生成动画、方便理解和沟通与基于公式的传统手段相比，时间缩短60%开发阶段-需求的数字验证序号需求类型仿真工具1功能需求AMESim、Virtual Lab等2性能需求AMESim、Virtual Lab等3环境适应性需求（温度、振动）Virtual Lab等4可靠性需求AMESim、Virtual Lab等5耐久性需求Virtual Lab Durability等开发阶段-初步设计液压驱动模块运动机构动力学模块气动功率提取模块RAT：飞机应急能源装置，当飞机失去主副动力时伸出机身，提取风的机械能AMESim系统仿真模型：研究关键

4、参数对RAT性能等影响航空柱塞泵任务：调压机构详细设计与校核 措施：AMESim+Motion联合仿真 优点：能够准确获得转动惯量、斜盘 力矩等数据能够计算柱塞泵各关键部件受 力开发阶段-详细设计开发阶段-详细设计RAT任务：主承力部件详细设计与优化 措施：AMESim+Motion联合仿真 优点：AMESim液压模型计算液压阻尼力Motion多体动力学模型计算动态参数刚柔耦合计算各关键部件应力水平开发阶段-详细设计RAT前接杆（关键结构件）疲劳可靠性分析基于1D+3D刚柔耦合仿真分析结果疲劳： VirtualLabDurability模块实现疲劳寿命预测。 可靠性：基于蒙特卡洛模拟实现考虑加工工艺、材料不确定 性的可靠度计算。开发阶段-虚拟试验与物理试验50101525203035404500.511.5应力（MPa）时间（s）试验仿真1D+3D刚柔耦合仿真风洞试验试验工况动态应力计 算值动态应力 试验值对比RAT前接杆动态应力仿真与试验验证总结本报告介绍了西门子LMS仿真平台在典型航空机电产品 概念与开发