Research on precision analysis of finite element simplified modeling strategy for turntable framework

CHEN Yanyan; LI Ruixue; JIN Qinghua; ZHAO Kun; WANG Yanzhong

doi:10.16579/j.issn.1001.9669.2026.07.020

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Research on precision analysis of finite element simplified modeling strategy for turntable framework

·Experimental Research·Testing Technology· | 更新时间：2026-07-17

- Research on precision analysis of finite element simplified modeling strategy for turntable framework
- Journal of Mechanical Strength Vol. 48, Issue 7, Pages: 176-182(2026)
- 作者机构：
  
  1.中国航空工业集团有限公司北京长城航空测控技术研究所有限公司，北京 101111
  2.北京航空航天大学机械工程及自动化学院，北京 102206
- 作者简介：
  
  CHEN Yanyan, E-mail: besthouniao@foxmail.com
- 基金信息：
  
  National Defense Science and Technology Industry Bureau Channel Project(JCKY202305A006)
- DOI：10.16579/j.issn.1001.9669.2026.07.020
  CLC： TH123
- Received：14 November 2024，
  
  Revised：2024-12-06，
  
  Online First：17 July 2026，
  
  Published：15 July 2026
- 稿件说明：
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陈燕燕，李瑞雪，靳庆华，等. 转台框架有限元简化建模策略精度分析研究［J］. 机械强度，2026，48（7）：176-182.

Chen Yanyan，Li Ruixue，Jin Qinghua，et al. Research on precision analysis of finite element simplified modeling strategy for turntable framework［J］. Journal of Mechanical Strength，2026，48（7）：176-182.
陈燕燕，李瑞雪，靳庆华，等. 转台框架有限元简化建模策略精度分析研究［J］. 机械强度，2026，48（7）：176-182. DOI： 10.16579/j.issn.1001.9669.2026.07.020.

Chen Yanyan，Li Ruixue，Jin Qinghua，et al. Research on precision analysis of finite element simplified modeling strategy for turntable framework［J］. Journal of Mechanical Strength，2026，48（7）：176-182. DOI： 10.16579/j.issn.1001.9669.2026.07.020.

摘要

目的

在飞行模拟转台的研发初期，为实现主承力框架刚度及动态特性的快速优化迭代，开展了转台框架简化建模方法研究。

方法

首先，以半实物仿真5轴转台的典型承力O形框为研究对象，对精细的实体网格模型计算结果和试验数据进行符合性验证。然后，以其计算结果为对标文件，讨论框架各个关键细部结构的有限元简化建模策略。最后，量化分析各简化策略组合对框架模态分析结果的影响，评估简化策略的合理性，并最终选定最为合理的简化策略组合。

结果

结果表明，简化建模方法在分析精度误差小于8％的前提下，计算时长缩短为原来的1/7（由51 s缩短至7 s以内）。负载端圆柱结构和薄壁筒形结构上薄壁部分的简化应采用误差最小的简化方法，加强筋的简化方法选择则应按需决定。将选定的简化策略与转台框架的参数化建模相结合，可提升初步设计阶段的设计效率。

Abstract

Objective

To rapidly optimize and iterate the stiffness and dynamic characteristics of the main load-bearing frame during the early development stage of a flight simulation turntable

simplified modeling approaches for the turntable frame were investigated.

Methods

Firstly

the typical load-bearing O-shaped frame of a five-axis hardware-in-the-loop simulation turntable was taken as the research object

and consistency verification was carried out between the numerical results of the refined solid mesh model and test data. Using the computed results as the benchmark

finite element simplification modeling strategies for each key detailed structure of the frame were discussed. Finally

the influences of different combinations of simplification strategies on the modal analysis results of the frame were quantitatively analyzed

the rationality of these strategies was examined

and the optimal combination of simplification schemes was determined.

Results

The proposed simplified modeling method reduces the computation time to 1/7 of the original value (from 51 s to less than 7 s) while maintaining the analysis accuracy error within 8%. For the cylindrical structure at the load end and the thin-wall section of the thin-walled cylindrical structure

the simplification scheme with the minimum error is recommended

and the simplification method for stiffeners can be selected according to actual demands. Combining the determined simplification strategies with parametric modeling of the turntable frame effectively improves the design efficiency in the preliminary design phase.

关键词

Keywords

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