航空轮胎溅水问题分析及翻边挡水作用研究

摘要

飞机的起飞和降落阶段虽然占飞行总时长很短，但这段时间最容易发生航空事故，跑道上存在积水时，飞机轮胎溅水可能进入发动机进气道，影响发动机正常运行甚至使发动机熄火，同时溅水也会对飞机结构造成损伤，影响飞行安全。因此，积水跑道滑跑溅水试验是民用飞机取得适航审定的一个重要科目。随着我国民用飞机的发展，飞机轮胎溅水问题开始受到关注。本文主要采用数值分析方法结合已有的试验结果对飞机轮胎溅水机理和航空轮胎的翻边挡水作用进行研究。
　　首先，对国内外已有的飞机轮胎溅水分析方法进行收集整理。根据具体飞机轮胎几何结构特点在有限元软件ANSYS/LS-DYNA中采用SPH方法建立了轮胎溅水分析模型，给出了一套模拟溅水形态的计算分析方法。
　　接着，对计算模型相关参数对溅水形态计算结果的影响进行了分析，根据分析结果给出参数的选择依据，结合部分已有的试验结果和ESDU工程方法预测结果对计算模型的有效性进行了验证。
　　其次，针对某型飞机轮胎的实际滑跑溅水的试验情况，采用上述数值分析方法计算了多组水深和滑跑速度下轮胎在无翻边、原始A翻边以及三种改进后翻边作用下的溅水形态，从中发现水深一定时，随滑跑速度增加，溅水角度有先增大后减小的趋势，滑跑速度一定时，随水深增加，溅水角度变化规律并不完全相同，当翻边高度较低时，随水深增加，溅水角度不断增大，当翻边高度过高时，一定范围内随水深增加溅水角度不断减小。通过对比溅水角度得到了最有利于阻挡溅水的一组改进翻边参数。
　　最后，对溅水发展过程的细节进行了分析，通过分析A翻边和B翻边对起溅点附近粒子溅水速度的影响、A、B翻边作用后的起溅点速度随时间发展的变化趋势和翻边作用前后沿航向截面的溅水速度分布，得到了翻边对轮胎溅水的阻挡作用机理。并根据分析结果给出轮胎翻边设计建议。

目录

第一章 绪论

1.1 研究背景及意义

1.2 国内外研究现状

1.3 本文主要研究内容及方法

第二章 飞机轮胎溅水分析模型建立

2.1 轮胎模型

2.2 水体模型

2.3 地面模型

2.4 接触定义

2.5 约束条件

2.6 施加载荷

2.7 施加速度

2.8 其他参数

第三章 溅水形态分析方法

3.1 起溅点位置定义

3.2 正视溅水角

3.3 侧视溅水角度

3.4 俯视溅水角度

3.5 重力修正

第四章 相关参数影响分析及结果验证

4.1 轮胎模型分析

4.2 水体模型分析

4.3 加载位移分析

4.4 有无重力对溅水形态影响

4.5 计算模型验证

4.6 本章小结

第五章 溅水形态变化规律分析

5.1 无翻边侧溅水形态变化规律分析

5.2 不同翻边对轮胎溅水形态的影响

5.3本章小结

第六章 翻边作用机理分析

6.1 溅水区域的划分

6.2 水粒子起溅速度变化规律分析

6.3 翻边挡水机理分析

6.4 本章小结

第七章 总结与展望

7.1 总结

7.2 展望

参考文献

硕士期间发表论文

致谢

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