图5 欧洲直升机公司采用Radioss进行鸟撞分析
图6 空客公司采用Radioss进行复合材料机翼鸟撞分析
图7 空客公司采用Radioss SPH算法对A320进行水上迫降分析
四． 复合材料技术
复合材料以其比强度、比模量高，耐腐蚀、抗疲劳、减震、破损安全性能好等优点，在工业界取得了越来越多的应用，特别是在航空行业，由于钢铁和有色合金很难满足日趋苛刻的重量，力学等设计性能要求，复合材料更是得到了广泛的应用，例如B787和A350的复合材料应用都超过50％。Altair公司具有全面的复合材料建模、分析和优化能力，包括：复合材料建模工具HyperLaminate，强度和失效分析工具Radioss以及优化工具OptiStruct。
HyperLaminate是专业的复合材料前处理模块。利用这个模块可以便捷的对复合材料模型进行创建、检查和编辑，支持各种对称设置，支持各种材料本构关系和失效准则定义，支持铺层方向可视化等。
图8 采用HyperLaminate建立复合材料机翼模型
复合材料的强度和失效分析采用RADIOSS求解器，支持PCOMP，PCOMPG， PCOMPP（Ply＋Stack）定义方式，具有多种独有的单元格式可以精确的模拟分层特性，可以方便的求解出各铺层的应力、应变和失效指数，仿真屈曲，压溃，撕裂等各种失效模式。
图9 采用Radioss进行复合材料分析
OptiStruct具有强大而全面的复合材料优化能力，支持从最初的零件结构样式，到铺层形状和厚度分布，到铺层角度和层数的优化，到最终铺层层叠次序的各个阶段的优化设计方法，可以考虑各铺层的应力、应变、失效，屈曲等性能约束，提供了前所未有的复合材料优化解决方案。
图10 空客公司采用OptiStruct进行复合材料机翼设计
五． 运动机构仿真和优化技术
飞机存在大量的运动机构，如起落架，襟翼，舱门等，必须运用多体动力学技术对其进行分析和设计验证，并且对运动机构进行优化，使其满足各种性能要求。Altair公司的MotionView及HyperStudy模块可以圆满解决各种飞机运动机构仿真优化问题。
MotionView是一个通用的多体动力学仿真前处理器和可视化工具，具有简洁友好的界面，高效的建模语言，提供各种建模方法及丰富的工具集以提高建模效率。MotionSolve是内嵌的一个功能强大的多体动力学求解器，支持运动学、静力学、准静力学、动力学、线性化、特征分析、状态矩阵输出及与MatLab接口。MotionView完全可以满足飞机运动机构建模及仿真的需要。
图11 采用MotionView进行飞机起落架、襟翼及舱门运动机构仿真
HyperStudy是一个独立于求解器的参数研究、多学科优化和产品稳健性设计平台，具有简单易用的流程化菜单，允许用户直接调用各种CAE求解器—包括线性、非线性、运动学、动力学、流体及各种多物理场求解器。HyperStudy可以结合MotionView对飞机运动机构的铰链位置、特性曲线和参数等进行优化。
图12 HyperStudy优化舱门运动机构铰链点位置及弹簧特性
（1）基于MotionView的起落架着陆仿真
（2）起落架缓冲器的阻尼特性曲线
（3）采用HyperStudy优化阻尼特性曲线
（4）优化设计满足设计要求
图13 Altair获得NAFEMS2007起落架仿真优化考题第一名
六． 结束语
对于飞机性能设计来讲，Altair公司的HyperWorks是一种高效、优化、创新的技术，应对了新一代飞机设计对CAE技术提出的挑战，在A380，A350，A30X，A400M，F35，B787，Global Hawk，Dornier728，CH47，MAKO X9300等的设计中得到大量应用，解决了大量实际设计问题，是现代飞机性能设计的新一代平台。
