飞机起落架着陆加速度与应力监测系统的研制

发布时间：2020-09-29 22:16

　　起落架在着陆过程中减震支柱与机轮半轴存在设计载荷谱中未考虑的载荷。针对此现象,本文设计了一款用于起落架着陆性能实测的加速度、应力监测系统。本系统可以快速测量多路加速度和应力信号,具有信号远程稳定传输、DMA直接存储、多路数据定时处理、SPI高速传输、NAND Flash实时存储和SD卡高速转存等功能,能够在较大冲击与振动的场合下稳定工作。本文主要完成的内容有:(1)系统总体方案设计。通过减震支柱和机轮半轴着陆瞬间的受力情况,利用Abaqus6.14软件对其三维简化模型进行有限元分析,找出最佳监测点。并根据系统的需求分析给出系统总体框架和主要技术方案。(2)下位机硬件系统设计。其主要包括:对传感器选型、温度测试和温度补偿;主控CPU选型;系统电源电路设计;加速度信号的v-i、i-v转换以及放大电路设计;应力差分信号的放大调理电路设计;NAND Flash和SD卡的外围电路以及辅助电路设计。(3)下位机软件系统设计。下位机软件程序基于Keil Vision5的ARM软件调试平台。该程序控制STM32F407实现多路模拟量的A/D转换、DMA直接存储、数据定时处理、SPI总线传输、RTC实时时钟获取、NAND Flash存储、SD卡转存以及对存储状态的监测。(4)上位机应用界面设计。上位机应用界面基于Qt的软件设计平台,实现数据导出、历史存储、曲线显示等功能。(5)完成系统软硬件调试,搭建模拟实验平台,对系统的稳定运行与存储功能进行实验分析与验证。
【学位单位】：西安科技大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：V226
【部分图文】：

减震支柱,车架,网格划分,简化模型

图 2.8 Y-8 减震支柱与车架简化模型的网格划分图轴与地面的仰角为 3°。利用 Abaqus6.14 给模型施加一），77.3KN 的航向载荷（Y 方向）以及 30.2KN 的侧着陆瞬间的有限元分析。如下图 2.9 所示为减震支柱着

减震支柱,应力云图

图 2.8 Y-8 减震支柱与车架简化模型的网格划分图轮轴与地面的仰角为 3°。利用 Abaqus6.14 给模型施加一），77.3KN 的航向载荷（Y 方向）以及 30.2KN 的侧向行着陆瞬间的有限元分析。如下图 2.9 所示为减震支柱着

应力云图,车架

图 2.10 车架着陆瞬间的应力云图从上图可看出，在着陆瞬间，由于小车式起落架后两对机轮先着陆，因此后两个轮半轴受力非常明显，红色区域达到 71Mpa。并且后两对机轮几乎同时着陆，因此在择机轮半轴的最佳监测点时，应力传感器应按三个不同受力方向集中贴在其中一个后轮半轴的上表面。2.3 起落架主承力构件着陆载荷与应力的测量方法2.3.1 载荷的测量方法载荷的测量通常采用间接测量法，即通过应变、加速度、压力、质量等物理参数测量以及推导出的计算公式最后得出真实载荷的数值。飞机载荷测量也同样如此，当量起落架的载荷参数时，并不直接测量，而是通过预测值与应变、加速度、压力和飞力学参数的测量值之间的相关性来确定[33]。根据起落架结构与着陆时的受力分析，减支柱在飞机着陆时承受着三个方向的载荷，分别为航向载荷、垂直载荷与侧向载荷。此本文对减震支柱载荷的测量方法是通过测量其着陆时三个方向的加速度，然后根据

【参考文献】