机翼液压管路试验系统关键连接设计与仿真分析

摘要

机翼在飞机飞行过程中会在大变形后发生复杂弹性振动。在极端情况下，上述振动可能导致机翼液压管路发生破坏，引发飞行事故。由于机翼自身结构和其空间变形的复杂性，很难采用弹性力学的经典理论对其上液压管路的强度进行计算校核。如果直接采用实际机翼进行管路飞行环境振动试验，特别是对于大跨度机翼，则需要付出高昂的试验成本，甚至难以实现。因此，有必要研制一种结构简单，而又能够模拟机翼振动对其上液压管路影响效果的试验系统，对机翼液压管路的安全性进行合理试验评估。本文旨在完成试验系统的关键连接设计，并利用有限元分析软件ANSYS Workbench，通过仿真分析，校核关键连接的强度，提高设计的安全性。
　　首先，基于试验系统总体设计方案，提出了两种具体的结构设计方案并分别对其悬臂桁架结构进行了静力、模态和瞬态仿真分析。结合仿真分析与材料拉断实验结果，选择钢铝混合结构设计方案作为最终方案。
　　其次，根据结构受载及材料特性，选择了各个关键连接处合适的连接方式，并依据设计理论，完成了对各关键连接的详细设计工作。
　　之后，分析了螺栓连接结构有限元建模的关键技术。研究了螺栓连接结构的简化建模方法，探究了螺栓预紧力的正确加载方法，着重探讨了接触设置对分析结果的影响。
　　最后，建立试验系统结构有限元简化模型，完成了实际工况下的仿真分析。通过分析仿真结果，校核了各关键连接处的强度，结合试验结果，验证了关键连接设计的安全与可靠性。