飞机主起落架运动仿真与分析

飞机主起落架运动仿真与分析

0总结飞机布局是飞机的重要支撑。在飞机的引导和飞行速度方面，飞机的偏离是飞机安全的重要任务。1飞机起飞1.1油气式减速着陆时飞机起落架一般为前三点式,采用油气式减震支柱进行减震,通过操纵液压系统进行起落架正常收放。起落架在飞机着陆时承受巨大冲击载荷,其振动与冲击载荷主要靠油气式减震支柱(如图1所示)来吸收,并消耗着陆和滑行时的撞击能量。图1介绍了油-气式缓冲支柱,工作原理主要是在主活塞与次活塞之间形成的空腔形成缓冲支柱,其内部充满液压油与干燥空气或高压氮气,当减震支柱压缩时,气体与油液受到压缩,吸收能量,起到缓冲减震作用1.2外筒和机轮图2介绍了支柱式起落架基本结构,主要由内、外筒,防扭臂和机轮组成。其中,在内、外筒之间形成缓冲支柱,承受起落架落震冲击;防扭臂工作时,可以防止起落架内、外筒发生相对转动2主框架的干预感建模2.1支架框架结构的三维建模利用仿真技术可以方便地实现起落架系统的运动分析,能够较好地替代实物实验装置,投资少,可大大提高起落架设计的质量,缩短设计周期2.2基于catiarmu模块运动模拟3在anyss框架模型的落地震状态下的模拟分析中3.1模型中的anss和参数设置将所建模型导入ANSYS软件3.2模拟的anss对所建模型仿真,其中等效力云图、等效弹性变形云图与等效总变形云图结果如图7~图9所示。3.3扭力臂对于冲击载荷的影响1)由图7可知,在落震状态时,起落架受力的主要部分是主活塞,且其变形量最大,如图8所示。2)由图9可知,扭力臂除承受防止主活塞与次活塞相对转动的载荷外,还承受冲击载荷引起的变形。综上所述,由以上仿真结果,在飞机起落架设计时除根据飞机降落时的冲击载荷合理设计主活塞、次活塞与防扭臂结构外,还要充分考虑由于载荷作用下各结构出现的变形,防止飞机降落或滑跑过程中出现机构运动干涉4支架式振动损失分析4.1弹簧和缓冲柱假设:1)不考虑起落架的摆振与扭转以及防扭臂的质量,弹性轮胎简化为刚度为K的等效弹簧,缓冲支柱简化为阻尼为C的阻尼器;2)所有的力作用在同一个平面内;3)除缓冲器结构的水平挠度变形外,忽略缓冲器结构的其它变形4.2系统的运动方程起落架受力如图11所示。由以上假设条件,则主起落架受力模型为二自由度受迫振动。根据牛顿第二定律,缓冲器在冲击载荷F(主起落架作用的整个阶段,假设冲击载荷为简谐冲击载荷,即在F=fsin(ωx+ψ))作用下的运动微分方程为:整理成矩阵形式为即Mx咬+Cx觶+Kx=F。式中:M、C、K别为系统的质量矩阵、阻尼矩阵、刚度矩阵;x和F分别为位移向量和力振幅向量。设系统的稳态响应为代入运动方程,可得对上述方程解耦,解得简谐激励下的稳态响应为振动的振幅为4.3起落架固有频率计算1)在假设条件、力学模型与受力分析的基础上以简谐形式的冲击载荷建立了二自由度受迫振动的微分方程,对方程解耦、求解;2)通过计算,求出系统固有频率,在起落架设计时应避免系统固有频率与载荷作用下系统频率相等,以防止发生共振;3)根据计算结果以及的值作出振动的幅频特性曲线与相频特性曲线,依据图线的变化规律,将振动控制在合理的区域内5仿真结果与分析好的起落架设计必须建立在正确的动力学分析的基础上,无论是在设计之初,通过动力学分析寻找符合要求的设计方案,还是通过动力学分析校核起落架系统是否满足设计要求,动力学分析方法都至关重要。本文基于CATIA建模,由DMU模块进行运动仿真,检查起落架各机构运动干涉。由ANSYS分析起落架受力与变形,对关键部位的设计提出建议。以简谐形式的冲击载荷建立了二自由度受迫振动的微分方程,对方程解耦、求解。求系统固有频率,以防止发生系统共振。作出振动的幅频特性曲线与相频特性曲线,依据图线的变化规律,将振动控制在合理的区域。以上分析结果,对起落架减震、设计具