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基于SLM的起落架系统仿真试验数据管理平台的建立

2018/1/4    来源:互联网    作者:赵佳  李胜军      
关键字:起落架  仿真管理平台  仿真试验  仿生命周期管理系统  
仿真生命周期管理(Simulation Lifecycle Management,SLM)系统通过构建多维的立体体系,将数据、流程、管理、知识等内容通过科学的方式融合在一起,以提高设计者的工作效率。
    随着国内航空工业的发展,数字化设计技术在飞机设计过程中得到了广泛的应用。通过先进的数字化仿真试验方法,加速了飞机系统设计的开发过程,缩短了飞机研制周期,降低了研制成本。随着仿真工作的深入,产生了大量的数据、模型、文件以及分析结果,因此,需要通过建立专门的管理平台管理这些数据资源。
 
    飞机起落架系统承担飞机起飞、着陆及滑行安全,是飞机重要的功能系统之一,涉及结构、强度、材料、系统控制、电子电气等多个领域。起落架系统常用仿真软件有Easy5、Hypneu、LMS Virtual.lab、Matlab 等,在处理实际工程问题时,往往涉及多学科、多专业、综合性的难题,尤其面临多电、全电等机电液综合的起落架系统,缺乏多学科联合求解、开展综合性能分析的有效措施。因此,以系统级甚至飞机级的综合性能分析是起落架系统关注的主要方向,而构建支持综合性能仿真的多学科协同仿真平台是基本的建设需求。
 
    仿真生命周期管理(Simulation Lifecycle Management,SLM)系统通过构建多维的立体体系,将数据、流程、管理、知识等内容通过科学的方式融合在一起,以提高设计者的工作效率。这里通过引入SLM 系统,构建起落架系统仿真试验数据管理平台,对系统仿真过程进行严格的流程控制,建立模型库、仿真数据库、试验试飞数据库,形成工程知识的积累,便于数据挖掘和再利用。
 
1 组织结构与基本流程
 
    起落架系统仿真试验数据管理平台将试验、试飞数据以及工程应用产生的仿真数据形成重要的数据资源,在仿真项目管理平台的维护下,能够查询、比较、数据分析,支撑建模过程,方便仿真评价,进一步支持仿真试验和仿真流程管理。平台组织结构如图1所示。
 
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    图1 试验仿真数据管理平台组织结构
 
    仿真活动的基本流程如图2所示,按照“需求- 规划-实施-验证-确认”5个阶段的V 型控制主流程,形成起落架系统数字仿真项目活动的顶层架构。围绕项目研制活动的具体实施,提出项目组织机构形式,对组织角色进行定义。
 
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    图2 仿真试验实施基本流程
 
2 平台实现
 
2.1 方法概述
 
    为实现平台预期的各项功能,选择成熟的仿真数据管理平台框架为基础。在此基础上,搭建起落架系统仿真试验数据管理平台,方法如下:
 
    (1)搭建项目管理子模块:建立用户角色,并确定相应的职责(权限),对多层次元素增加“生命周期”标签,实施项目管理系统。
 
    (2)搭建仿真流程管理子模块:为管理者增加任务分配功能、针对起落架系统设计建立仿真流程和仿真模板,方便仿真活动实施。
 
    (3)集成起落架系统常用应用软件:实现常用软件的部件级集成,实现数据在仿真过程的交互,开发平台本身不具有的软件接口。
 
    (4)搭建试验仿真数据库:定义仿真数据基本框架、组织形式、存储方式,增加数据的版本管理以及数据查询功能。
 
2.2 平台功能实现
 
    起落架系统仿真试验数据管理平台的基本功能包括项目管理、仿真流程管理及数据管理。
 
    (1)项目管理功能实现
 
    定义组织结构与人员,实现对仿真活动的有序管理。初步建立用户角色及对应权限,如表1所示。
 
    建立项目计划和任务管理功能,用户可根据需要创建项目计划并将其存储在资料库中,将分析流程中的任务作为项目任务分派给指定人员,并定义任务时间阶段,如图3 所示。增加任务提醒功能,方便用户查看自己的任务,如图4所示。用户可通过任务链接执行任务。项目进行过程中,用户可通过项目看板查看项目及其关联信息的进展程度。
 
    3
 
    (2)仿真流程管理功能的实现
 
    对仿真业务进行调研,了解仿真过程中数据传递流程及数据处理要求,建立标准化的仿真流程,实现仿真流程自动化,可进行快速迭代。
 
    对Matlab、Abaqus、Amesim、LMS、CATIA等常用软件的输入输出接口及参数、调用文件格式进行研究,通过SLM软件接口定义,实现平台上仿真工具集成,用户可通过软件连接器直接在仿真流程中定义程序调用和运算行为。
 
    平台中还定义仿真流程模板,通过模板可快速生成仿真流程,定义仿真输入输出规则,增加仿真检查功能以及仿真报告输出。
 

责任编辑:张纯子
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