基于全柔性模型的飞机起落架摆振稳定性仿真研究

摘要

飞机前轮摆振是飞机使用中屡见的一种严重现象,对于飞机的安全性存在极大的威胁。虽然关于飞机前轮摆振的研究已经有很长的时间,但是至今不能完全避免这一故障的发生。本文研究了飞机起落架系统及航空轮胎的动力学特性、摆振稳定性分析等问题,对于保障飞机结构安全性具有重要的理论意义和现实的工程应用价值。
　　 本文用仿真的方法进行摆振的稳定性分析,首先在ADAMS中利用有限元软件PATRAN基于某型起落架建立了全柔性和刚柔混合虚拟样机,然后根据起落架摆振试验的相关工况对虚拟样机进行了模型校验,验证了虚拟样机的准确性。最后,系统地研究了一些轮胎特性参数并考察了航空轮胎的动力学参数对飞机前轮摆振性能的影响,并做了相应的摆振稳定性研究。
　　 以往类似的仿真试验都是以刚性或者刚柔混合虚拟样机为模型,未见使用全柔性虚拟样机对摆振进行仿真分析,这种方法计算精度比较低,随着研究的深入,难以满足精度需求。本文仿真结果表明,相比以往以刚性或者刚柔混合模型,本文所建立的全柔起落架模型有更好的精度,更贴近实际结果,其研究结论可以对于提高起落架系统的安全性能提供参考。

目录

文摘

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图表清单

注释表

第一章 绪论

1.1 研究背景和意义

1.2 飞机机轮摆振的研究现状

1.3 轮胎动力学理论的研究概况及其发展

1.4 本文主要研究工作

第二章 基于ADAMS的起落架摆振分析理论

2.1 基于ADAMS的动力学分析基础

2.1.1 选取广义坐标

2.1.2 建立动力学方程

2.1.3 静力学分析、运动学分析、初始条件分析

2.2 轮胎力学模型

2.2.1 ADAMS轮胎模型选择

2.2.2 张线理论介绍

第三章 起落架有限元分析

3.1 起落架结构形式简介

3.2 起落架模型的有限元建模

3.2.1 有限元分析基本原理介绍

3.2.2 MSC.PATRAN软件简介

3.2.3 起落架部件的有限元建模

3.3 小结

第四章 基于ADAMS的起落架摆振动力学虚拟样机的建立

4.1 虚拟样机技术

4.2 全柔性起落架ADAMS建模

4.2.1 建立缓冲支柱模板

4.2.2 建立机轮模板

4.2.3 建立子系统

4.2.4 装配模型

4.3 刚柔混合性起落架ADAMS建模

4.4 小结

第五章 起落架虚拟样机模型校验

5.1 ADAMS仿真分析及后处理介绍

5.2 模型校验

5.2.1 轮胎的偏滚刚度介绍

5.2.2 模型数值仿真分析

5.2.3 利用轮胎的偏滚刚度验模

5.3 全柔性模型和刚柔混合性模型的比较

5.4 小结

第六章 轮胎力学特性对飞机前轮摆振的影响

6.1 轮胎偏滚刚度对机轮摆振的影响

6.2 前轮围绕支柱轴线的转动惯量对机轮摆振的影响

6.2 轮胎气压对机轮摆振的影响

第七章 总结与展望

7.1 工作总结

7.1 研究展望

参考文献

致谢

在学期间的研究成果及发表的学术论文及参与的科研课题