翻新航空子午胎应变分析与磨损监控研究
发布时间：2021-05-09 14:44
飞机的安全性与轮胎性能息息相关,飞机起飞降落过程中在机场跑道滑行时,由于路面的粗糙性和不平整性,轮胎的径向刚度的大小直接影响了飞机起落架的落震缓冲性能和摆振稳定性。但是飞机轮胎极易磨损,属于易耗件,因此其航前航后检查与更换十分频繁;而且新航空子午胎一般经翻新5-6次后才进行报废处理。频繁的航前航后检查给机务工作者带来沉重的压力,也给航空公司带来了不小的经济压力。为研究翻新航空轮胎的径向刚度应变情况,解决其磨损监控的问题并尽可能避免拖胎磨损,本文设计了一种基于航空子午胎刚度仿真的动态磨损监控机构并且提出了一种拖胎磨损预警新方法。通过飞机静止不动时在轮胎顶部正上方的固定距离传感器检测胎面厚度,根据其厚度判断轮胎的磨损程度,决定胎面是否磨平是否应该更换。为得出距离传感器的监控动态阈值,本文研究了翻新航空子午胎的径向刚度应变情况,以及其在不同飞机重量、不同胎压下胎顶膨胀量的变化,以此制定传感器动态阈值。在Abaqus软件中采用Yeoh橡胶本构模型和Rebar帘线加强筋单元建立了民航飞机主子午线轮胎的三维非线性有限元模型,应用自适应接触的拉格朗日算法,成功模拟了轮胎与机场路面之间的静态接触问题。...
【文章来源】：中国民航大学天津市
【文章页数】：70 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 研究背景和意义
1.2 航空轮胎国内外有限元分析现状
1.3 国内外轮胎磨损监控机构设计现状
1.4 本文主要研究内容
第二章 磨损监控机构的设计
2.1 翻新航空子午胎监控概念
2.2 UG软件起落架建模
2.3 磨损检测机构
2.4 拖胎磨损预警机构
2.5 本章小结
第三章 翻新航空子午胎结构与力学性能
3.1 航空子午线轮胎简介
3.2 航空子午胎结构布局
3.3 子午线轮胎各部件材料统计分析
3.3.1 翻新航空子午胎帘线材料
3.3.2 翻新航空子午胎橡胶材料
3.3.3 航空轮胎橡胶应变能密度函数
3.3.4 有限元中轮胎橡胶材料本构模型选择
3.4 本章小结
第四章 翻新航空子午胎二维有限元分析模型
4.1 AUTOCAD和ABAQUS软件简介
4.2 B737-800翻新航空子午胎二维模型
4.2.1 简化航空轮胎几何模型
4.2.2 AUTOCAD二维轮胎模型加载
4.2.3 橡胶帘线材料单元类型选择和网格划分
4.2.4 接触条件选择及约束束缚
4.3 二维航空轮胎模型充气应力应变分析
4.3.1 胎侧处应力应变分析
4.3.2 胎肩胎面处应力应变分析
4.3.3 二维航空轮胎总体应力应变分析
4.4 本章小结
第五章 翻新航空子午胎三维有限元分析模型
5.1 三维轮胎模型生成
5.1.1 模型生成和结果传递指令
5.1.2 边界条件及加载方式
5.2 B737-800翻新航空子午胎接地加载三维分析
5.2.1 径向刚度曲线以及胎顶膨胀量变化
5.2.2 接地印痕与主磨损区域
5.2.3 轮胎下沉量与静负荷关系
5.2.4 胎面顶部应变分析
5.3 本章小结
第六章 翻新航空子午胎拖胎磨损及胎压监控预警方法
6.1 滑动拖胎磨损及间接式胎压检测原理
6.1.1 定距离机轮脉冲数地认定
6.1.2 临界拖胎与机轮脉冲数之间的关联
6.1.3 检测准确度影响因素
6.2 航空轮胎定距离齿数修正方法
6.2.1 机轮标定
6.2.2 定距离脉冲数修正
6.2.3 平均值比较法
6.2.4 同侧机轮比较法
6.2.5 异侧机轮比较法
6.3 阈值标定和小样本数据统计
6.3.1 定距离阈值标定法
6.3.2 小样本数据统计方法
6.4 模型建立与结果分析
6.4.1 MATLAB/Simulink中半实物仿真模型建立
6.4.2 仿真计算结果分析
6.5 总结
第七章 结论与展望
7.1 全文工作结论
7.2 未来工作展望
参考文献
致谢
作者简介
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于区间灰色预测模型的飞机轮胎磨损预测技术研究[J]. 丰世林,吴江. 数学的实践与认识. 2016(04)
[2]汽车轮胎性能矛盾相容的新非自然平衡轮廓设计的研究[J]. 杨建,王国林,万治君. 汽车工程. 2015(12)
[3]轮胎有限元建模过程优化及刚度特性仿真研究[J]. 哈斯巴根,朱凌,石琴,张雷. 合肥工业大学学报(自然科学版). 2015(07)
[4]几种典型的橡胶材料本构模型及其适用性[J]. 陈家照,黄闽翔,王学仁,王珽. 材料导报. 2015(S1)
[5]爆胎汽车建模与仿真分析[J]. 周景宇,文桂林,庄佳琪. 机械科学与技术. 2012(12)
[6]飞机防拖胎装置试验器的设计[J]. 鄢杰,李跃东. 液压与气动. 2012(06)
[7]着陆襟翼打开状态下抓斗式反推装置三维流动数值模拟[J]. 刘春阳,王占学,王家启,尹方,孔德英. 航空动力学报. 2010(12)
[8]New20Method20for20Monitoring20Tire20Pressure20of20Cars20Based20on20the20Tire20Radial20Deformation[J]. HAN Zongqi1,2,,WANG Liqiang1,LIU Quanyou1,and JU Xuekun1 1 Vehicle and Energy College,Yanshan University,Qinhuangdao 066004,China 2 State Key Laboratory of Automobile Safety and Energy,Tsinghua University,Beijing 100084,China. Chinese Journal of Mechanical Engineering. 2010(02)
[9]基于复杂花纹的子午线轮胎径向刚度特性仿真[J]. 应卓凡,藏孟炎,周涛. 汽车技术. 2009(11)
[10]30.00R51子午线轮胎刚度仿真[J]. 胡林,谷正气,黄晶,向宇,吴彤峰. 系统仿真学报. 2008(08)
博士论文
[1]复合工况下轮胎稳态模型研究[D]. 许男.吉林大学 2012
硕士论文
[1]预驱动航空轮胎的应力分析与耐磨性能研究[D]. 王晓杰.北京化工大学 2013
[2]子午线轮胎轮廓设计理论的相关研究[D]. 潘涛.华南理工大学 2011
[3]全钢载重子午线轮胎稳态力学特性有限元分析[D]. 刘长国.吉林大学 2006
[4]子午线轮胎刚度和侧偏性能的有限元分析[D]. 缪红燕.北京化工大学 2000
本文编号：3177492
【文章来源】：中国民航大学天津市
【文章页数】：70 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 研究背景和意义
1.2 航空轮胎国内外有限元分析现状
1.3 国内外轮胎磨损监控机构设计现状
1.4 本文主要研究内容
第二章 磨损监控机构的设计
2.1 翻新航空子午胎监控概念
2.2 UG软件起落架建模
2.3 磨损检测机构
2.4 拖胎磨损预警机构
2.5 本章小结
第三章 翻新航空子午胎结构与力学性能
3.1 航空子午线轮胎简介
3.2 航空子午胎结构布局
3.3 子午线轮胎各部件材料统计分析
3.3.1 翻新航空子午胎帘线材料
3.3.2 翻新航空子午胎橡胶材料
3.3.3 航空轮胎橡胶应变能密度函数
3.3.4 有限元中轮胎橡胶材料本构模型选择
3.4 本章小结
第四章 翻新航空子午胎二维有限元分析模型
4.1 AUTOCAD和ABAQUS软件简介
4.2 B737-800翻新航空子午胎二维模型
4.2.1 简化航空轮胎几何模型
4.2.2 AUTOCAD二维轮胎模型加载
4.2.3 橡胶帘线材料单元类型选择和网格划分
4.2.4 接触条件选择及约束束缚
4.3 二维航空轮胎模型充气应力应变分析
4.3.1 胎侧处应力应变分析
4.3.2 胎肩胎面处应力应变分析
4.3.3 二维航空轮胎总体应力应变分析
4.4 本章小结
第五章 翻新航空子午胎三维有限元分析模型
5.1 三维轮胎模型生成
5.1.1 模型生成和结果传递指令
5.1.2 边界条件及加载方式
5.2 B737-800翻新航空子午胎接地加载三维分析
5.2.1 径向刚度曲线以及胎顶膨胀量变化
5.2.2 接地印痕与主磨损区域
5.2.3 轮胎下沉量与静负荷关系
5.2.4 胎面顶部应变分析
5.3 本章小结
第六章 翻新航空子午胎拖胎磨损及胎压监控预警方法
6.1 滑动拖胎磨损及间接式胎压检测原理
6.1.1 定距离机轮脉冲数地认定
6.1.2 临界拖胎与机轮脉冲数之间的关联
6.1.3 检测准确度影响因素
6.2 航空轮胎定距离齿数修正方法
6.2.1 机轮标定
6.2.2 定距离脉冲数修正
6.2.3 平均值比较法
6.2.4 同侧机轮比较法
6.2.5 异侧机轮比较法
6.3 阈值标定和小样本数据统计
6.3.1 定距离阈值标定法
6.3.2 小样本数据统计方法
6.4 模型建立与结果分析
6.4.1 MATLAB/Simulink中半实物仿真模型建立
6.4.2 仿真计算结果分析
6.5 总结
第七章 结论与展望
7.1 全文工作结论
7.2 未来工作展望
参考文献
致谢
作者简介
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于区间灰色预测模型的飞机轮胎磨损预测技术研究[J]. 丰世林,吴江. 数学的实践与认识. 2016(04)
[2]汽车轮胎性能矛盾相容的新非自然平衡轮廓设计的研究[J]. 杨建,王国林,万治君. 汽车工程. 2015(12)
[3]轮胎有限元建模过程优化及刚度特性仿真研究[J]. 哈斯巴根,朱凌,石琴,张雷. 合肥工业大学学报(自然科学版). 2015(07)
[4]几种典型的橡胶材料本构模型及其适用性[J]. 陈家照,黄闽翔,王学仁,王珽. 材料导报. 2015(S1)
[5]爆胎汽车建模与仿真分析[J]. 周景宇,文桂林,庄佳琪. 机械科学与技术. 2012(12)
[6]飞机防拖胎装置试验器的设计[J]. 鄢杰,李跃东. 液压与气动. 2012(06)
[7]着陆襟翼打开状态下抓斗式反推装置三维流动数值模拟[J]. 刘春阳,王占学,王家启,尹方,孔德英. 航空动力学报. 2010(12)
[8]New20Method20for20Monitoring20Tire20Pressure20of20Cars20Based20on20the20Tire20Radial20Deformation[J]. HAN Zongqi1,2,,WANG Liqiang1,LIU Quanyou1,and JU Xuekun1 1 Vehicle and Energy College,Yanshan University,Qinhuangdao 066004,China 2 State Key Laboratory of Automobile Safety and Energy,Tsinghua University,Beijing 100084,China. Chinese Journal of Mechanical Engineering. 2010(02)
[9]基于复杂花纹的子午线轮胎径向刚度特性仿真[J]. 应卓凡,藏孟炎,周涛. 汽车技术. 2009(11)
[10]30.00R51子午线轮胎刚度仿真[J]. 胡林,谷正气,黄晶,向宇,吴彤峰. 系统仿真学报. 2008(08)
博士论文
[1]复合工况下轮胎稳态模型研究[D]. 许男.吉林大学 2012
硕士论文
[1]预驱动航空轮胎的应力分析与耐磨性能研究[D]. 王晓杰.北京化工大学 2013
[2]子午线轮胎轮廓设计理论的相关研究[D]. 潘涛.华南理工大学 2011
[3]全钢载重子午线轮胎稳态力学特性有限元分析[D]. 刘长国.吉林大学 2006
[4]子午线轮胎刚度和侧偏性能的有限元分析[D]. 缪红燕.北京化工大学 2000
本文编号：3177492
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