民机液压膨胀环多目标优化设计研究

发布时间：2020-06-05 11:00

【摘要】：随着国产大飞机的相继研制,ARJ21支线飞机成功投入商业运营,标志着我国民用航空业近年来取得了长足发展。飞机液压管路系统作为飞机操纵能源动力的传输系统发挥着重要作用,目前民机液压膨胀环设计过程中尚未制定明确的规范,为给液压膨胀环设计与工程应用工作提供一定参考,开展本文研究工作。本文以民机液压膨胀环为研究对象,以获得其动力学、静力学、重量最优综合性能时的结构参数为目标,主要研究内容如下:(1)从振动力学和材料力学的角度出发,建立液压膨胀环的动力学数学模型,利用传递矩阵法进行求解,分析获得液压膨胀环折弯角度、弯曲半径、跨度、高度分别与液压膨胀环系统一阶固有频率的关系。(2)介绍了液压膨胀环动力学和静力学仿真分析过程,利用ABAQUS软件工具,对液压膨胀环动力学仿真与传递矩阵法求解的数学模型结果进行了对比和验证。开展液压膨胀环静力学分析,得到最大应力值与其各结构参数之间的变化关系。(3)采用层次分析法与传统遗传算法相结合的多目标优化方法,对液压膨胀环动力学特性、静力学特性及重量进行多目标优化,利用层次分析计算各目标所占权重,利用遗传算法进行优化结果的筛选寻优,得到液压膨胀环的最优设计结构参数。(4)以液压膨胀环和某型号飞机平尾区的一段液压管路为研究对象开展实验研究,通过实验分析结果、理论分析结果、仿真分析结果之间的对比,验证了动力学与静力学分析方法的正确性,从而印证本文优化分析方法的可行性。
【图文】：

1.1 课题背景及研究意义1.1.1 课题来源及研究背景本课题来源于企业横向课题“基于 XXXX 的 5000 psi 液压系统性能与管路特性研究”和“ARJ21-700 飞机液压系统导管优化”。随着我国经济技术的飞速发展和人民生活质量的提升，我国已发展成为全球第二大民用航空市场。近年来，巨大的市场需求促使我国民用航空工业蓬勃发展，根据2019年度举办的中国商飞和成都航空公司举办的ARJ21示范运营媒体座谈会上数据显示，自 2016 年商业化运营以来，国产 ARJ21 支线客机已累计安全载客近 30 万人。干线飞机 C919 从 2017 年 5 月的首飞，到 2018 年 12 月 103 号试验机顺利首飞，标志着距离中国自主生产的干线飞机航又近了一步。这对于我国打破国外飞机设计制造壁垒具有重大意义[1]。国产 ARJ21-700 型客机如图 1-1 所示，国产 C919 客机如图 1-2 所示。

1.1 课题背景及研究意义1.1.1 课题来源及研究背景本课题来源于企业横向课题“基于 XXXX 的 5000 psi 液压系统性能与管路特性研究”和“ARJ21-700 飞机液压系统导管优化”。随着我国经济技术的飞速发展和人民生活质量的提升，我国已发展成为全球第二大民用航空市场。近年来，巨大的市场需求促使我国民用航空工业蓬勃发展，根据2019年度举办的中国商飞和成都航空公司举办的ARJ21示范运营媒体座谈会上数据显示，自 2016 年商业化运营以来，国产 ARJ21 支线客机已累计安全载客近 30 万人。干线飞机 C919 从 2017 年 5 月的首飞，到 2018 年 12 月 103 号试验机顺利首飞，，标志着距离中国自主生产的干线飞机航又近了一步。这对于我国打破国外飞机设计制造壁垒具有重大意义[1]。国产 ARJ21-700 型客机如图 1-1 所示，国产 C919 客机如图 1-2 所示。
【学位授予单位】：燕山大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：V229

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