残损航空器搬移拖车底盘及顶升装置的研究

发布时间：2017-10-04 20:05

  本文关键词：残损航空器搬移拖车底盘及顶升装置的研究

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【摘要】：残损航空器是指航空器由于某种原因在机场丧失其机动性,可能是轮胎爆破或航空器冲出、偏出跑道、滑行道。当大型航空器发生事故时,需要用残损航空器搬移拖车(以下简称搬移拖车)及时地将残损航空器搬移到适当的位置。本文以能搬移大型航空器A380的搬移拖车为研究对象,首先对搬移拖车底盘进行可靠性分析和模态分析;然后对搬移拖车底盘横梁进行尺寸优化和拓扑优化;最后对其顶升平台进行优化设计。主要内容如下:1搬移拖车底盘的可靠性分析。对拖车底盘进行有限元分析时,传统方法是对其施加刚性约束,该方法忽略悬架的缓冲作用,使仿真结果失真。针对以上问题,用有限元软件建立了搬移拖车底盘系有限元模型,对航空器在空载和未经过放油处理时不同情况下对搬移拖车底盘所施加的力进行计算,采用平衡杆法对搬移拖车底盘进行约束,研究了这两种工况下的应力和变形,得出的结果满足许用应力。通过对比对底盘施加刚性约束与平衡杆系法所得结果,得出平衡杆系法更符合实际情况的结论。2搬移拖车底盘的模态分析。为了防止底盘共振,减少不必要的损失,对底盘进行模态分析;得出前20阶模态振型图以及各个模态的频率和振型特点;通过底盘固有频率和地面激励频率以及发动机频率的对比,得出的结果满足要求。3搬移拖车底盘横梁的优化设计。为了使底盘的重量更轻,我们运用响应面法分析出横梁最大应力和设计尺寸的关系,对其进行尺寸优化;以应变能为目标函数,体积和应力为约束条件,设计空间的单元密度为设计变量,对其进行拓扑优化;根据优化的结果以及实际工程中的要求对底盘重新进行建模,对其进行校核,得出的结果满足设计要求。4搬移拖车顶升平台的优化设计。为了使顶升平台适应各种类型的航空器,我们建立顶升平台的数学模型;运用遗传算法对能搬移A320和A380搬移拖车的顶升平台进行优化设计,使其贴合度达到最高。本文的研究成果不仅解决了搬移拖车底盘和顶升平台的设计问题,同时也为同类问题的研究提供参考依据和借鉴。
【关键词】：残损航空器搬移拖车 有限元 模态分析 响应面 优化设计
【学位授予单位】：中国民航大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：V351.3
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第一章 绪论10-18
• 1.1 课题背景和意义10
• 1.2 国内外研究现状10-16
• 1.2.1 航空应急救援体系的现状10-12
• 1.2.2 残损航空器搬移拖车现状12-15
• 1.2.3 结构有限元法研究现状15-16
• 1.3 课题来源和论文主要内容16-18
• 1.3.1 课题来源16
• 1.3.2 论文内容16-18
• 第二章 搬移拖车底盘的建模和可靠性分析18-33
• 2.1 引言18
• 2.2 搬移拖车底盘的有限元模型的建立18-22
• 2.2.1 模型的简化原则18
• 2.2.2 底盘单元的选择18-19
• 2.2.3 边界条件的处理以及单元的选择19-20
• 2.2.4 连接的模拟20
• 2.2.5 搬移拖车底盘有限元模型的建立20-22
• 2.3 搬移拖车所受的载荷22-26
• 2.3.1 航空器搬移过程22-23
• 2.3.2 搬移拖车所受载荷23-26
• 2.4 算例26-31
• 2.4.1 参数定义26-27
• 2.4.2 结果分析27-31
• 2.5 本章小结31-33
• 第三章 搬移拖车底盘模态分析33-40
• 3.1 引言33
• 3.2 模态分析过程33
• 3.3 结果分析33-39
• 3.4 本章小结39-40
• 第四章 搬移拖车底盘横梁的优化设计40-52
• 4.1 引言40
• 4.2 问题的提出40-41
• 4.3 优化方法概述41-42
• 4.4 横梁的尺寸优化设计42-47
• 4.4.1 响应面法的基本原理42
• 4.4.2 基于响应面法的近似模型42-43
• 4.4.3 优化设计的实现43-44
• 4.4.4 算例分析44-47
• 4.5 横梁的拓扑优化设计47-51
• 4.5.1 有限元模型的建立47-48
• 4.5.2 力学分析48-49
• 4.5.3 优化设计49-51
• 4.6 本章小结51-52
• 第五章 搬移拖车顶升装置的研究52-57
• 5.1 引言52
• 5.2 前起落架搬移拖车顶升平台的数学建模52-54
• 5.3 顶升平台的优化设计54-55
• 5.4 算例分析55-56
• 5.5 本章小结56-57
• 结论57-59
• 参考文献59-63
• 致谢63-64
• 作者简介64

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