基于SolidWorks的跑道关闭指示装置结构设计仿真分析

    一直以来，由于天气，事故等诸多原因，跑道关闭的情况时有发生。目前，跑道有两种关闭模式，一种是永久性关闭；另一种是临时关闭。对于需要永久性关闭的跑道，大部分机场的处理办法是在地面上标出“X”字形状的标记；而对于临时需要关闭的跑道，大部分机场目前只能依靠发布航行通告或利用停止排灯来通知飞行员跑道关闭与否，这样就可能导致飞机在规定时间内不能着陆，出现复飞、落错跑道等一系列的情况的发生。因此，适用于临时关闭跑道的指示装置的研发显得格外重要。该结构是可以折叠起来的机件，便于装卸。基于对指示装置可靠性的要求，文中运用快速有限元仿真软件CosmosWorks对其结构进行静态仿真分析，通过对不同方向的风力载荷的分析，为跑道关闭指示装置的设计提供了可靠的分析数据。

1 分析方案

    1.1 建模、分析工具的介绍

    目前，大型通用有限元分析软件在汽车、航空、机械、材料等行业得到了广泛应用，其中最为著名的有：ANSYS，NASIRAN等。这些软件虽然功能强大，但都价格不菲。以ANSYS为例，在ANSYS环境下建模比较困难，而通过其他三维软件导入实体模型容易出现不兼容的问题；利用实体网格划分单元后，如果模型较大ANSYS分析速度比较缓慢；而且对工程师要求比较高。作为目前第一主流的三维机械CAD软件之一，其工程分析是通过CosmosPress或CosmosWorks进行的。CosmosPress适合于单个零件的工程分析，而CosmosWorks则适合于零部件或装配体产品的工程分析，其功能更为强大。文中是利用CosmosWork8来进行跑道指示装置的工程分析。CosmosWorks是完全整合在中设计分析系统的，提供压力、频率、约束、热量，和优化分析。为设计工程师在的环境下，提供比较完整的分析手段。凭借先进的快速有限元技术(FFE)，工程师能非常迅速地实现对大规模复杂设计的分析和验证，并且获得修正和优化设计所需的必要信息。分析的模型和结果与共享一个数据库，这意味着设计与分析数据将没有繁琐的双向转换操作，分析也与计量单无关。在几何模型上，可以直接定义载荷和边界条件，如同生成几何特征，设计的数据库也会相应地自动更新。计算结果也可以直观地显示在精确的设计模型上。这样的环境操作简单、节省时间，且硬盘空间资源要求很小。

    1.2 分析方法的确定

    指示装置的受力并不复杂，主要是根据分析结果的对比，为其结构设计提供可靠的依据。因此，确定其分析方案流程如图1所示。