基于CAE软件——ANSYS Workbench的双余度线位移传感器疲劳寿命研究

1 前言

    飞机在飞行过程中会遇到气流等环境的影响，由于飞机本身随环境的突然变化发生激励振动，因此，双余度线位移传感器必须满足随机振动环境下的强度要求。此项研究工作受到国内外学者的普遍关注。随着计算机的迅猛发展和大型有限元结构分析程序的开发,有限元谱分析法用于中、低频段(0～2000Hz)随机响应分析成为一条切实可行的途径。ANSYS是世界公认的著名的大型CAE分析软件,它是能进行随机响应分析的为数不多的大型有限元分析软件之一,本文采用该软件作为随机响应分析的工具。

2 结构概况

    双余度线位移传感器为我厂承接的GE公司转包研制项目，按照GE公司要求，需对该传感器按照其振动及环境要求进行应力分析，确认其强度、疲劳性能，能满足设计要求，传感器收回、伸出状态分别如图1、2所示。

图1 线位移传感器-伸出状态结构图

图2 线位移传感器-收回状态结构图

3 随机振动强度计算

    试验中铁芯有两种状态，分别为收进状态和伸出状态。每种状态下对应一种随机振动功率谱，分别是737NG CFM56-7 T/R actuator LVDT retracted,737NG CFM56-7 T/R actuator LVDT extended，如图3。

图3 随机振动功率谱

3.1铁芯有限元分析

3.1.1有限元模型

    传感器结构总重量为548g；绝缘线圈、导磁体、带锁孔止动垫圈与止动垫圈的花键删除，插座采用钢材料。

    将模型导入ANSYS中，有限元模型分别见图4、5，采用10节点四面体单元进行网格划分，单元总数：98625。

    约束:在盖板的两个螺栓孔、壳体的3个螺栓孔以及接头孔处施加固定约束。