飞机起落架舱门联动机构设计及气密性研究

发布时间：2017-08-29 07:28

  本文关键词：飞机起落架舱门联动机构设计及气密性研究

  更多相关文章： 起落架舱门 联动收放机构 参数化建模 优化 气密性 有限元 刚柔耦合

【摘要】：随着现代飞机的飞速发展,起落架普遍采用可收放技术,起落架舱门的收放机构设计及气密性问题得到了广泛重视。本文对典型起落架舱门的收放构型进行了机构学理论分析,并以某型飞机前起落架为例,对舱门收放联动机构进行了参数化建模、优化分析;建立起落架舱门密封结构,研究了影响气密性的主要因素并提出改进方案,为起落架舱门收放机构的高质快速设计、气密安全等方面提供了参考。针对典型起落架舱门收放构型进行了汇总,对三种同类机型的联动机构进行了对比分析。以某型飞机前起落架舱门收放联动机构为研究对象,分析了机构的运动形式,确立了机构的关键参数,将运动关系用参数表示。运用CATIA软件建立其前、后舱门机构的参数化模型,便于修改和更新。以关键参数为设计变量,在舱门机构满足基本收放功能的前提下,以舱门气动载荷传力最优为优化目标,结合运用多岛遗传算法或响应面法进行参数优化,对比结果,有效减小了舱门气动载荷对起落架应急放的不利影响。对于起落架联动舱门机构,由于结构传动刚度的影响,舱门气动载荷会引起机构变形进而存在气密性问题。为此,建立了起落架舱门密封结构的有限元模型,基于非线性不可压缩Mooney-Rivlin本构理论,得出了密封圈的静压曲线;最后建立了起落架舱门联动机构刚柔耦合模型,分析了不同风载工况下舱门气密性情况。结果表明:气动载荷引起的机构变形使得密封圈接触应力变小,可能导致密封失效;通过在舱门拉杆分别施加轴向预紧力,可有效提高舱门的气密性。
【关键词】：起落架舱门 联动收放机构 参数化建模 优化 气密性 有限元 刚柔耦合
【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
• ABSTRACT5-14
• 第一章 绪论14-21
• 1.1 引言14-15
• 1.2 国内外研究概况15-19
• 1.2.1 起落架舱门联动收放系统的相关研究15-16
• 1.2.2 起落架舱门联动机构的参数优化分析研究16-18
• 1.2.3 起落架舱门机构的气密性分析研究18-19
• 1.2.4 虚拟样机技术在起落架舱门机构设计中的应用19
• 1.3 本文的主要研究工作19-21
• 第二章 飞机起落架舱门收放机构典型构型分析21-32
• 2.1 引言21
• 2.2 起落架舱门收放机构的设计原则21-22
• 2.3 起落架舱门收放机构典型构型分析22-27
• 2.3.1 机械联动式22-25
• 2.3.2 液压作动器驱动式25-26
• 2.3.3 机械联动和液压驱动混合式26-27
• 2.4 典型起落架舱门收放联动机构对比分析27-31
• 2.4.1 ARJ21飞机前起落架舱门收放机构27-28
• 2.4.2 MD82飞机前起落架舱门收放机构28-29
• 2.4.3 ERJ190飞机前起落架舱门收放机构29-30
• 2.4.4 典型飞机前起落架舱门收放联动机构对比30-31
• 2.5 小结31-32
• 第三章 飞机起落架舱门收放联动机构参数优化设计32-53
• 3.1 引言32
• 3.2 起落架舱门收放联动机构原理分析32-37
• 3.2.1 平面收放机构运动学分析33-34
• 3.2.2 空间收放机构运动学分析34-37
• 3.3 某型飞机前起落架舱门机构参数化建模37-41
• 3.3.1 CATIA参数化建模37
• 3.3.2 起落架前舱门联动机构参数化建模37-40
• 3.3.3 起落架后舱门联动机构参数化建模40-41
• 3.4 某型飞机前起落架舱门联动机构参数优化41-52
• 3.4.1 参数优化设计概述41-43
• 3.4.2 起落架前舱门联动机构传动比的优化43-47
• 3.4.3 起落架后舱门联动机构载荷传递系数的优化47-52
• 3.5 小结52-53
• 第四章 起落架联动舱门的密封结构设计及性能分析53-64
• 4.1 引言53
• 4.2 起落架舱门密封结构选型53-56
• 4.2.1 舱门结构密封形式53-54
• 4.2.2 起落架舱门密封件密封形式54-56
• 4.3 起落架舱门的密封结构设计56-58
• 4.3.1 起落架舱门整体设计56-57
• 4.3.2 起落架舱门密封结构设计57-58
• 4.4 起落架舱门密封件的结构性能分析58-63
• 4.4.1 密封件有限元模型建立58
• 4.4.2 密封圈材料模型58-59
• 4.4.3 边界条件与加载方式59
• 4.4.4 仿真结果分析59-61
• 4.4.5 衍生密封结构仿真结果对比分析61-63
• 4.5 小结63-64
• 第五章 起落架联动舱门刚柔耦合分析及气密性改进设计64-77
• 5.1 引言64
• 5.2 起落架舱门机构受载计算及气密性影响因素分析64-67
• 5.2.1 起落架舱门机构受载计算64-65
• 5.2.2 起落架舱门气密性影响因素分析65-67
• 5.3 起落架及舱门联动机构刚柔耦合分析67-71
• 5.3.1 LMS Virtual.Lab Motion简介67-68
• 5.3.2 LMS Virtual.Lab刚柔耦合分析简介68
• 5.3.3 建立虚拟样机68-69
• 5.3.4 载荷添加69-70
• 5.3.5 建立起落架及舱门刚柔耦合模型70-71
• 5.4 起落架舱门气密性改进设计及仿真验证71-76
• 5.5 小结76-77
• 第六章 总结与展望77-79
• 6.1 工作总结77-78
• 6.2 研究展望78-79
• 参考文献79-82
• 致谢82-83
• 在学期间的研究成果及发表的学术论文83

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本文编号：752057