某无人机起落架着陆缓冲性能优化及试验验证

发布时间：2022-10-20 12:49

　　起落架主要在飞机起降过程中起承受载荷的作用。为了防止结构部件在飞机起降过程中因过载而损坏,设计的起落架必须能够有效吸收飞机在该过程中产生的能量。因此,在飞机降落过程中,对起落架动态过程及其性能变化的研究具有重要意义。同时,为了使起落架在飞机着陆撞击过程中的缓冲性能最大化,对起落架着陆缓冲性能的优化进行了研究。参考某型无人机主起落架的结构和设计参数,在软件LMS Virtual.Lab Motion中建立起落架落震动力学仿真模型。同时,根据该起落架的落震试验要求,设计了新的起落架着陆冲击测力平台,并通过动量定理和试验数据来验证该平台的测量精度。为了使得起落架的缓冲性能有所提高,采用神经网络方法来建立起落架的缓冲性能优化模型。选取对缓冲性能有很大影响的参数（包括气腔初始气体压强、初始气体体积以及主油孔直径）作为优化参数即设计参数,以地面作用的最大垂向载荷作为优化目标。通过遗传算法求解后得到的新设计参数输入至起落架着陆仿真模型中进行验证,结果表明优化后的起落架着陆缓冲性能得到了提高。由于建立优化模型时,没有考虑到油孔流量系数等参数的实际变化规律。所以,为了更加准确地优化起落架的着陆缓冲性能,... 

【文章页数】：78 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
注释表
第一章 绪论
    1.1 课题背景及研究意义
    1.2 研究概况
        1.2.1 起落架设计基本概念
        1.2.2 起落架地面试验研究现状
        1.2.3 起落架缓冲性能仿真分析与优化设计
    1.3 本文主要工作及研究内容
    1.4 论文框架
第二章 起落架着陆动力学模型
    2.1 引言
    2.2 支柱式起落架结构及参数
    2.3 起落架缓冲性能分析
        2.3.1 起落架落震力学模型
        2.3.2 起落架缓冲系统的受力分析
        2.3.3 起落架落震参数确定
        2.3.4 起落架缓冲性能评价参数
    2.4 基于MOTION软件的支柱式起落架缓冲性能仿真
        2.4.1 起落架着陆动力学模型建立
        2.4.2 仿真结果及其分析
    2.5 本章小结
第三章 起落架落震试验及模型验证
    3.1 引言
    3.2 起落架落震试验系统装置
        3.2.1 落震试验原理
        3.2.2 落震系统构成
    3.3 支柱式起落架落震试验及数据分析
        3.3.1 落震试验
        3.3.2 验证着陆冲击测力平台的测量准确性
    3.4 仿真模型验证及修正
        3.4.1 初始参数下起落架落震试验相应计算
        3.4.2 仿真模型验证及修正
    3.5 本章小结
第四章 基于神经网络的缓冲性能优化方法
    4.1 引言
    4.2 人工神经网络方法
        4.2.1 人工神经网络方法的几大优势
        4.2.2 人工神经网络方法的工作原理
        4.2.3 基于人工神经网络方法的MATLAB实现
    4.3 建立起落架着陆缓冲性能优化模型
        4.3.1 设计变量
        4.3.2 约束函数
        4.3.3 目标函数
        4.3.4 优化模型
    4.4 起落架着陆缓冲性能优化分析
        4.4.1 求解优化模型
        4.4.2 优化后的起落架着陆缓冲性能仿真分析
    4.5 本章小结
第五章 某无人机起落架调参试验及数据分析
    5.1 引言
    5.2 起落架调参试验
        5.2.1 缓冲性能优化模型的局限性
        5.2.2 调参试验
    5.3 起落架调参试验方案
        5.3.1 影响缓冲性能的参数
        5.3.2 缓冲性能要求
        5.3.3 调参方案及其实施
    5.4 起落架调参落震试验数据分析
        5.4.1 初始参数下落震试验结果分析
        5.4.2 初次优化后的落震试验结果
        5.4.3 优化模型的完善及仿真验证
        5.4.4 调参后的落震试验结果分析
    5.5 本章小结
第六章 总结与展望
    6.1 全文工作总结
    6.2 后续工作展望
参考文献
致谢
在学期间的研究成果及发表的学术论文


【参考文献】：
期刊论文
[1]起落架落震试验中缓冲系统投放功量修正方法研究[J]. 杨建波,任佳.  应用力学学报. 2017(02)
[2]摇臂式起落架缓冲机构动态分析与优化设计[J]. 邱东海,贾宏光,马伍元,高九州,周凌.  振动与冲击. 2014(20)
[3]基于落震试验的油—气式起落架气体压缩多变指数变化规律研究[J]. 豆清波,史惟琦,牟让科,杨智春.  实验力学. 2015(02)
[4]基于Motion/AMESim的某变载机构的建模与仿真分析[J]. 崔娜娜,吴娟,崔海云.  液压气动与密封. 2013(09)
[5]基于ADAMS的磁流变减震器起落架仿真模块开发[J]. 田静,孔令帅,祝世兴.  装备制造技术. 2013(01)
[6]基于LMS Virtual. Lab的起落架动态性能仿真分析[J]. 崔飞,马东立.  计算机辅助工程. 2012(02)
[7]飞机起落架缓冲性能仿真分析[J]. 罗琳胤,边宝龙.  机械设计. 2012(04)
[8]浅论无人机应用领域及前景[J]. 李磊,熊涛,胡湘阳,熊俊.  地理空间信息. 2010(05)
[9]飞机支柱式起落架落震仿真及缓冲器优化分析[J]. 蔺越国,程家林,黎泽金,冯振宇,卢翔.  飞机设计. 2007(04)
[10]基于MCS算法的飞机起落架仿真研究[J]. 吕祥生,聂宏.  计算机仿真. 2007(01)

博士论文
[1]无人机自主着陆控制[D]. 高九州.中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所) 2016

硕士论文
[1]跨大气层飞行器起落架设计及缓冲性能优化分析研究[D]. 赵书超.南京航空航天大学 2016
[2]某临近空间飞行器着陆装置设计[D]. 王文强.南京航空航天大学 2012
[3]大型水陆两栖飞机起落架落震性能仿真与优化[D]. 江晟.南京航空航天大学 2012
[4]跑道辨识算法在飞机防滑刹车中的应用研究[D]. 陈伟光.中南大学 2011
[5]无人机自动起飞/着陆控制技术研究[D]. 唐斌.南京航空航天大学 2007
[6]现代飞机起落架缓冲性能分析、优化设计一体化技术[D]. 李霞.西北工业大学 2004



本文编号：3694541