面臨的挑戰(zhàn)：

    歐洲航空安全局(EASA) 法規(guī)CS-25 第683(b) 節(jié)要求機(jī)身制造商證明，用于操縱飛機(jī)的主要飛行控制面不受干擾、過(guò)度摩擦、斷開(kāi)和飛機(jī)結(jié)構(gòu)偏轉(zhuǎn)造成的任何形式的損壞。在過(guò)去，空客通過(guò)為每架新飛機(jī)建造試驗(yàn)臺(tái)，根據(jù)作用在機(jī)身上的力偏轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)組件，驗(yàn)證這一要求。最大的測(cè)試臺(tái)需要足夠大，以包圍一個(gè)寬體飛機(jī)的機(jī)翼。整體極其復(fù)雜，因?yàn)樾枰┘恿Φ浇Y(jié)構(gòu)的許多不同位置，以便近似飛行期間所經(jīng)歷的力。測(cè)試臺(tái)需要花費(fèi)數(shù)百萬(wàn)美元、利用數(shù)月時(shí)間進(jìn)行測(cè)試。

    這種方法的局限性之一是，在完成詳細(xì)設(shè)計(jì)并制造出飛機(jī)原型之前，無(wú)法開(kāi)始測(cè)試。在設(shè)計(jì)的這個(gè)后期，通過(guò)測(cè)試發(fā)現(xiàn)問(wèn)題通常是非常昂貴的。另一個(gè)限制是，物理測(cè)試所涉及的時(shí)間嚴(yán)格限制了可以測(cè)試的不同負(fù)載情況和配置的數(shù)量。

來(lái)自海克斯康的解決方案：

     空客管理層決定嘗試將遵守該法規(guī)的方式從物理測(cè)試改為模擬。Adams 多體動(dòng)力學(xué)仿真軟件 (MBS) 具有復(fù)雜機(jī)構(gòu)的建模能力，并能結(jié)合用于預(yù)測(cè)機(jī)體變形的有限元模型。空客多體模擬團(tuán)隊(duì)決定作為概念驗(yàn)證，模擬A400M 水平尾翼的鉸鏈，并預(yù)測(cè)鉸鏈7 在物理測(cè)試中使用的載荷下的間隙g2。

     采用與實(shí)際試驗(yàn)相同的邊界條件， 建立了Adams 多體仿真模型。MSC Nastran FE 模型是建立在HTP 和左右升降舵上的。模態(tài)中性文件(MNF) 導(dǎo)出為每個(gè)柔性體，并耦合到Adams 模型。MNF 包含由物理坐標(biāo)表示的所有邊界模態(tài)和模態(tài)坐標(biāo)表示的一組截?cái)嗟膹椥阅B(tài)組成。HTP 的有限元模型具有約35000 自由度 (DOF)，而由MNF 定義的柔性體僅具有約100 自由度，在求解過(guò)程中提供了顯著的時(shí)間節(jié)省。

     空中客車公司內(nèi)部的CFD 程序用于確定在各種飛行條件下機(jī)翼上的壓力。這些載荷被轉(zhuǎn)換成Adams 模型上的力，Adams 模型模擬了飛行狀態(tài)下操縱面的變形和對(duì)鉸鏈的沖擊。不確定的參數(shù)，如凸起和銷的平移摩擦系數(shù)和幾個(gè)關(guān)鍵尺寸的制造變化，在規(guī)定的范圍內(nèi)變化，并與拉丁超立方法相結(jié)合，得到500 個(gè)不同的參數(shù)值組合。

     對(duì)500 種不同組合的MBS 模型進(jìn)行求解，并在升降舵每次運(yùn)行的偏轉(zhuǎn)角度上評(píng)估產(chǎn)生的間隙。試驗(yàn)前模擬結(jié)果由于參數(shù)變化而產(chǎn)生的帶寬以灰色顯示在圖中。測(cè)試結(jié)果用紅色顯示在圖表上，它們?cè)陬A(yù)測(cè)范圍內(nèi)吻合得很好。通過(guò)對(duì)A400M舵、A380 升降舵、A380 副翼和A350-900 1g 機(jī)翼彎曲試驗(yàn)的不同模擬，進(jìn)一步驗(yàn)證了該方法的有效性。烏利· 蘭德韋爾，空客多體模擬分析員說(shuō)：“ 功能試驗(yàn)的模擬用于證明符合所有要求，包括干擾、過(guò)度摩擦、斷開(kāi)和包括一級(jí)和二級(jí)結(jié)構(gòu)在內(nèi)的完整控制表面組件的任何形式的損壞，并檢查組件的系統(tǒng)級(jí)兼容性。模擬結(jié)果成功地與所有的測(cè)試相關(guān)聯(lián)。這些結(jié)果使歐洲航空安全局相信，功能測(cè)試可以用多體模擬代替，因此模擬被用來(lái)驗(yàn)證A350-1000 XWB 機(jī)翼。”

客戶簡(jiǎn)介：

空中客車公司 ( 歐洲)

空中客車公司（Airbus，又稱空客、空中巴士），是歐洲一家飛機(jī)制造 、研發(fā)公司，1970年12月于法國(guó)成立。 空中客車公司的股份由歐洲宇航防務(wù)集團(tuán)公司（EADS）100%持有。

空中客車公司完善的產(chǎn)品線包括100 到500 多個(gè)座位的高度成功的飛機(jī)系列：?jiǎn)瓮ǖ繟320 系列、寬體遠(yuǎn)程A330 系列、新一代A350 XWB 系列……