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亞馬遜更新送貨無人機,CAE仿真能做什么?

有限元: 2019-06-12 09:35:57 閱讀數: 168 分享到:

近日,在拉斯維加斯舉行的re:MARS大會上,亞馬遜發布了其最新送貨無人機,該公司表示,有望在“未來幾個月”推出一項使用無人機的送貨服務,無人機快遞要來啦!

亞馬遜在宣布新無人機時附帶了一段試飛視頻,展示了這款飛行器在半空中的變化。亞馬遜聲稱,其Prime Air服務的目標是打造“完全電動的無人機”,其續航里程可達24公里,在不到30分鐘的時間內向客戶運送2.5公斤以下的包裹。這聽起來其有效載荷似乎很小,但亞馬遜說75%到90%的購買物品都在這個重量限制之下。

與傳統送貨方式(車輛+快遞員)相比,無人機送貨至少具有下述兩大核心優勢:一是降低成本。據紐約金融研究機構ARKInvest公司的一項研究顯示,亞馬遜公司的無人機送貨服務,可以讓快遞小包裹的每件成本降到只有1美元左右。與之相比,亞馬遜采用傳統方式在紐約等城市實施的一小時內快遞服務,每件快遞的費用高達7.99美元。二是提高效率。傳統的車輛+快遞員的送貨模式對路面交通有著強烈的依賴性,如果城市道路交通擁堵,或者鄉村道路通行條件不好,甚至尚未通公路,將嚴重降低貨物的遞送效率。無人機送貨則可以完全不受路面通行條件的影響,采用走直線的方式利用空中交通直接將貨物送達目的地,既能縮短運送里程,又能提高運送速度,從而大大提升配送的效率。

但送貨無人機仍有各種問題亟需解決,如在飛行期間遇見鳥類、風箏、電纜、行人等障礙物怎么辦?遇見狂風、暴雨等極端天氣怎么辦? 飛行過程中的噪音大問題。。。。。。出于消費者角度,我期待無人機項目的實現,這不僅僅因為未來社會中它會帶給我們很多便利,還因為炫酷的黑科技讓人非常羨慕。但很顯然,送貨無人機相關技術目前還沒有完全成熟,需要不斷的試驗和測試才能完善,CAE仿真技術能夠模擬各種復雜環境有效加速產品研發過程,為該項目的真正商用提供重要支持。

以下是元王為某無人機企業提供的有限元分析案例。


分析背景

計算無人機在起飛時(垂直上升過程中)的過載狀況,以驗證機身及機翼等部件的結構強度是否滿足設計要求。


FEA模型


分析工況

分析條件:無人機前后三電機處約束固定,給整機施加一個3g的加速度載荷,方向垂直向下(Y軸的負方向),如下所示:


分析結果

工況動畫

應力云圖(整機):無人機在3g的加速度載荷下,最大等效應力為72.04Mpa,出現在前翼與機身連接套管處。

應力云圖(組件):

無人機在3g的加速度載荷下,前后翼組件的最大等效應力分別為72.04Mpa與56.05Mpa,遠低于所用材料(T300/3500Mpa)屈服應力,無屈服失效風險。

無人機在3g的加速度載荷下,機身組件的最大等效應力為56.72Mpa,遠低于所用材料(T300/3500Mpa)屈服應力,無屈服失效風險。

連接件最大等效應力為28.21Mpa,低于所用材料(AL6061/55.2Mpa)屈服應力,連接可靠。


結論

無人機在3g的加速度載荷下,前后機翼、機身及連接組件的最大等效應力均低于所用材料屈服應力,連接可靠,無屈服失效風險。


通過以上案例可知,CAE仿真技術在模擬產品復雜環境下性能分析的優勢,以及對產品設計細節缺陷把控的巨大價值,此外,無人機碰撞分析、惡劣環境飛行分析、電磁干擾、降噪問題解決等都可以通過CAE仿真技術改善。無人機送貨雖然目前來看是難以實施的,但我們相信,隨著CAE仿真技術對送貨無人機相關技術的不斷完善,以及無人機送貨法律法規的許可,這一應用也許在不久的將來能夠完全實現。選擇元王CAE仿真應用專家,為您的企業帶來無限可能。


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