飞机起落架摆振动力学分析及其非线性问题研究

发布时间：2017-07-06 23:24

  本文关键词：飞机起落架摆振动力学分析及其非线性问题研究

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【摘要】：起落架摆振是飞机起降过程中在地面滑跑时经常出现的问题,对飞机的安全性、经济性与操纵性等具有很大的危害。本文采用理论分析、非线性分岔分析及动力学仿真多种手段,分析和研究了飞机起落架摆振系统的稳定性问题。建立了考虑轮胎变形、支柱和减摆传动系统弹性的多自由度摆振线性分析模型,研究了起落架结构和轮胎参数对摆振稳定性的影响。基于应用分岔理论,建立了考虑支柱扭转和侧向弯曲的非线性起落架摆振动力学模型,详细介绍了摆振分岔分析得到侧向弯曲自由度和扭转自由度摆振区域的步骤。通过对轮间距和机轮转动惯量这两个物理量在不同工况下与双轮不共转构型的分析对比,得出双轮共转起落架对防止摆振的影响与作用。基于LMS Virtual.Lab Motion三维动力学平台,采用某型飞机的真实数据建立了柔性前起落架模型,用真实实验数据校验了前起落架摆振模型的准确性。针对该型飞机现有减摆器结构的装机阻尼,验证了柔性前起落架和考虑机体运动的全机模型两种情况下可以满足摆振稳定性的要求。提出了考虑起落架结构间隙的飞机摆振动力学建模的方法和流程,研究了不同间隙大小、不同间隙位置及单间隙与多间隙结构等因素对摆振稳定性的影响。结果表明结构间隙的存在会极大程度地恶化起落架系统的防摆性能。最后从设计及使用过程的检查保障两个方面,提出针对飞机因为结构间隙引起的摆振问题解决措施。
【关键词】：起落架 摆振 动力学分析 分岔分析 仿真 结构间隙
【学位授予单位】：南京航空航天大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：V226
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-11
• 注释表11-12
• 第一章 绪论12-19
• 1.1 研究背景12-13
• 1.2 摆振研究现状13-17
• 1.2.1 国外研究概况13-14
• 1.2.2 国内研究概况14-15
• 1.2.3 摆振非线性分析方法概况15-16
• 1.2.4 虚拟样机技术在摆振分析中的应用16-17
• 1.3 研究目的与意义17-18
• 1.4 本文的主要研究工作18-19
• 第二章 线性摆振稳定性分析19-35
• 2.1 引言19
• 2.2 摆振动力学模型19-22
• 2.3 摆振动力系统的稳定性判别方法22-23
• 2.4 摆振方程组的化简23-27
• 2.5 摆振动力学参数分析27-33
• 2.5.1 稳定距对摆振的影响27-28
• 2.5.2 支柱侧弯刚度对摆振的影响28-29
• 2.5.3 减摆器传动刚度对摆振的影响29-30
• 2.5.4 垂向载荷对摆振的影响30-31
• 2.5.5 机轮转动惯量对摆振的影响31-33
• 2.5.6 机轮的充气压力对摆振的影响33
• 2.6 本章小结33-35
• 第三章 起落架非线性摆振分岔分析35-51
• 3.1 引言35-36
• 3.2 非线性起落架摆振动力学模型36-38
• 3.3 摆振分岔分析步骤38-42
• 3.4 双轮共转构型的起落架摆振分析42-50
• 3.4.1 摆振动力学模型43-45
• 3.4.2 轮间距对双轮共转起落架摆振的影响45-48
• 3.4.3 机轮转动惯量对双轮共转起落架摆振的影响48-50
• 3.5 小结50-51
• 第四章 起落架摆振滑行虚拟试验51-65
• 4.1 引言51-52
• 4.2 前起落架摆振建模方法52-58
• 4.2.1 缓冲支柱柔性体模型52-53
• 4.2.2 减摆器力元53-54
• 4.2.3 轮胎力模型54-55
• 4.2.4 起落架模型校验55-57
• 4.2.5 道面激励模型及摆振稳定性判据57-58
• 4.3 摆振动力学虚拟试验结果分析58-64
• 4.3.1 柔性前起落架摆振虚拟试验模型58-60
• 4.3.2 全机摆振动力学模型60-63
• 4.3.3 不同摆振仿真模型对比63-64
• 4.4 小结64-65
• 第五章 考虑起落架结构间隙的摆振稳定性研究65-77
• 5.1 引言65-66
• 5.2 含起落架结构间隙的摆振动力学建模66-72
• 5.2.1 间隙矢量模型67
• 5.2.2 含运动副间隙的机构动力学模型67-68
• 5.2.3 动力学仿真中结构间隙的处理68-72
• 5.3 摆振稳定性仿真分析72-75
• 5.3.1 考虑机轮轮毂和轮轴之间的间隙73-74
• 5.3.2 考虑上扭力臂和下扭力臂之间的间隙74-75
• 5.3.3 考虑多间隙对摆振稳定性的影响75
• 5.4 结构间隙引起的摆振问题解决措施75-76
• 5.5 结论76-77
• 第六章 总结与展望77-79
• 6.1 全文工作总结77-78
• 6.2 后续研究展望78-79
• 参考文献79-84
• 致谢84-85
• 在学期间的研究成果及发表的学术论文85

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本文编号：528147