作为飞机结构强度分析的有效手段,飞机全机有限元模型内力计算结果直接影响强度分析结论。超单元方法作为求解大型有限元问题的有效手段,在飞机全机内力计算中具有较好的适用性。基于超单元方法的基本理论以及NASTRAN软件,给出超单元方法在民用飞机全机内力计算的使用方法和步骤。以某型民用飞机全机模型内力计算为例,进行了超单元方法计算与全模型方法计算,并对比两种方法得到的节点位移以及单元内力。结果表明,超单元方法计算误差较小,对结果的影响可忽略不计,可用于飞机全机有限元模型内力计算。

为了减少设计优化中迭代计算花费大量时间,确保能够快速响应、准确给出有限元分析结果,将超单元技术应用在内置换料水箱过滤器抗震分析优化中,对比了超单元方法和传统方法的精度和效率。结果表明,针对过滤器模型,与传统方法相比,超单元方法能够减少95%的计算时间,输出结果文件较传统方法小98%,并且计算精度与传统方法相当。因此在大型复杂结构或模块化结构的优化分析中,可以采用超单元方法节省计算时间和储存空间。