飞机着陆数值仿真及机场道面动载特性研究

为研究飞机着陆滑跑过程民用机场道面动荷载特性,以Boeing737-800机型为例,基于动力学仿真软件VI-Aircraft,建立了机身、起落架及轮胎三维数值仿真模型,根据某机场道面实测平整度数据创建道面仿真模型,形成了一套考虑气动力变化特性的飞机着陆冲击仿真方法,并通过相关起落架系统落震试验以及飞机-地面运动学理论解析两方面验证了仿真方法的可靠性。此外,系统讨论了各类着陆状态参数对道面动载特性的影响,明确了不同着陆状态参数影响下道面动载系数量化取值范围,揭示了各着陆状态参数对道面动载响应的影响规律及影响机理。研究结果表明：随着陆质量、接地速度及滚转角增大,道面动载响应显著增强;随着陆航向速度增大,道面动载响应明显减小;而随俯仰角增大,道面动载响应整体呈现波动减小的趋势。飞机着陆过程中道面动载系数敏感性因素从大到小依次为：航向速度、着陆质量、接地速度、滚转角与俯仰角,充分考虑各着陆状态参数影响,一般情况下道面动载系数D_IM分布区间为1.18～1.80。研究成果可进一步拓展用于飞机着陆跑道桥的分析研究。     

基于响应面方法的多支柱起落架着陆缓冲性能优化

基于起落架缓冲系统受力分析,在MSC.ADAM S平台上建立了某型飞机多支柱主起虚拟样机模型,在给定的投放质量和下沉速度下分析了该起落架的缓冲系统行程、轮胎垂直力和功量曲线。为降低飞机着陆载荷,选取对缓冲器性能敏感程度较大的参数为优化参数,包括空气腔初始容积、初始充气压力及主油孔面积,以着陆时轮胎最大垂直载荷为优化目标。通过基于正交设计的响应面方法,建立优化变量和优化目标间的数学关系,求解方法为模拟退火法。优化后,对新设计参数进行了虚拟试验验证,结果表明降低着陆总载荷8.3%,明显改善了起落架着陆缓冲性能。     

某半轴支柱式起落架低频刹车诱导振动特性研究

针对起落架刹车抖振问题,以某半轴支柱式主起落架为对象,建立了该起落架的刚柔耦合动力学分析模型,进行了基本动力学模型校验,验证了模型的正确性和有效性。进而基于此模型建立了起落架刹车抖振动力学分析模型,并开展了起落架刹车抖振特性和参数影响研究。研究表明:起落架支柱刚度对起落架纵向刹车抖振现象影响较大,而结构阻尼、轮胎与地面之间摩擦系数对起落架刹车抖振现象影响较小。刹车力矩和刹车频率的增大都会使起落架纵向抖振现象趋于严重,当刹车频率从9 Hz增大33%时,轮轴处纵向加速度增长400%以上,轮轴处纵向位移和载荷增大超过100%;当刹车力矩从9000N·m增加33%时,起落架纵向位移和轮轴处纵向载荷增大50%左右,轮轴处的纵向加速度增长率超过200%。     

起落架载荷标定模型的集成学习方法

为解决飞机起落架载荷标定实验使用线性回归建立标定方程结果不理想的问题,考虑到实验中起落架压缩行程和应变片布片位置等因素对标定载荷的非线性影响,运用特征融合、集成学习理论,通过使用AdaBoost和XGBoost非线性回归方法,构建起落架载荷标定模型。首先,通过起落架载荷标定实验获取实验数据,使用主成分分析方法建立输入特征矩阵;其次,构建起落架载荷标定模型,将起落架三向加载载荷分别作为标签向量,训练集和测试集根据随机取样原则划分,使用AdaBoost和XGBoost两种方法训练标定模型;最后,在测试集中对载荷进行拟合预测,并使用均方根误差、平均绝对误差、决定系数、耗时4个评价指标对模型进行评估。实验结果显示,与广泛使用的最小二乘法相比,XGBoost方法建立的标定模型能够更好地拟合加载载荷,在不考虑时效性的场景下XGBoost算法更具优势。研究结果对提高飞机起落架载荷实测准确性以及飞机结构健康监测的进一步研究具有重要价值。     

起落架落震试验飞机机轮三向冲击位移的动态测量

为了研究飞机起落架受冲击载荷时的功量吸收状况，须在起落架落震试验中，对飞机着陆瞬间起落架机轮在空间三个方向上冲击位移的动态变化量进行测量。为此，本文设计了四自由度空间定位装置，并使其与计算机连接，实现了落震试验过程中，起落架在高速冲击状态下机轮三向位移的有效测量与记录。     

波音飞机起落架轮轴镀铬修复工艺

波音飞机起落架在大修时，对零件有磨损、锈蚀、损伤的基体及防护层要求重新表面处理。波音飞机起落架主要结构件涉及的镀种为：镀硬铬及镀镉钛。本文介绍波音７４７飞机起落架轮轴镀铬修复工艺规范和要点，以及影响质量的因素。１电镀工艺轮轴材料４３４０Ｍ钢；它的抗拉...     

非线性自适应起落架振动性能研究

飞机起落架系统是一个非线性振动系统 ,通过建立起落架的非线性振动模型和控制方程 ,用数值模拟方法对主动控制起落架和被动起落架的动态特性进行了比较。结果表明 ,采用主动控制技术可大大降低起落架的冲击载荷和振动载荷 ,提高飞机的滑行性能     

水陆两栖飞机船体着水载荷数值与试验分析

水陆两栖飞机的着水载荷是影响结构设计的主要因素之一。应用数值仿真与模型试验相结合的方法对船体着水载荷进行了研究。数值仿真建立了包含空气场的有限元模型,计算了不同船底截面形式、结构重量、入水速度下的楔形体局部砰击压力变化及分布,并同模型试验结果进行了对比。结果表明,数值结果与模型试验值吻合良好,并得到了两种截面形式的压力分布规律,可为水陆两栖飞机船体构型的设计提供参考。     

冲击载荷对飞机起落架螺纹连接的影响

对近期民航飞机主起落架连杆插销螺栓失效原因进行分析,估计出飞机降落过程中插销螺栓承受的最大冲击载荷为698 MPa,采用Yamamoto方法分析计算得到插销螺栓每一个啮合螺纹的应力分布,利用有限元分析法建立了连杆插销螺栓连接的有限元模型,分析所有啮合螺纹的应力应变场。分析了冲击载荷对螺旋效果和螺纹啮合位置产生的影响,这为飞机起落架的校查及使用寿命预测提供了重要的依据。     

飞机起落架箱体零件的研究与加工工艺

飞机起落架是一个特殊的部件,它的强度和精度直接影响飞机的起飞与降落,它不仅需要承受飞机本身的静载荷,还需要承担冲击载荷和疲劳载荷,如何保证起落架的质量和安全,它内部零件是关键,本文研究分析飞机起落架箱体零件,探讨它的加工工艺,保证飞机起飞和降落。     

民机部件 APU 门运输用瓦楞纸包装箱的优化设计

目的针对民机大型部件运输用传统木制包装箱结构重、成本高等问题,使用质量小、成本低的新型瓦楞纸材料研制民机大型部件运输用包装箱。方法以APU门为例,使用有限元软件MSC.Patran/Nastran计算APU门包装箱的强度,加载侧向载荷,使用木质材料和瓦楞纸板材料进行对比。结果同样的结构强度,瓦楞纸箱相比木制包装箱减重60%,瓦楞纸箱的侧向结构需要优化。结论瓦楞纸板用作民机大型部件的包装箱材料是可行的,且有很大的质量与成本优势,但设计中应全面考虑出现的各种载荷。     

ARJ客机进场飞行过程的起落架噪声的实验研究

对ARJ客机降落阶段的起落架噪声进行了现场测量分析,为了将起落架噪声源与其他噪声源分开,利用了阵列信号处理技术,实验发现:ARJ飞机起落架噪声主要集中在900 Hz以下,且前、主起落架均存在强单音噪声,对起落架噪声可能的声源来源进行了分析,为起落架降噪设计提供了支持。     

管簧式起落架落震试验及分析

为了获得管簧式起落架着陆性能的特点,设计了管簧式起落架落震试验,以获得相关的落震性能参数。同时设计了落震测试系统,并通过对起落架落震系统的测试,确定落震试验操作系统的可行性。通过改变管簧式起落架下落高度和投放质量以及机轮带转等参数,总结机轮所受的最大垂向力和起落架最大垂向位移的变化规律,得到管簧式起落架的相关落震性能参数,为起落架设计提供参考。     

Hierarchical Colored Timed Petri Nets for Maintenance Process Modeling of Civil Aircraft

Civil aircraft maintenance process simulation model is an effective method for analyzing the maintainability of a civil aircraft. First, we present the Hierarchical Colored Timed Petri Nets for maintenance process modeling of civil aircraft. Then, we expound a general method of civil aircraft maintenance activities, determine the maintenance level for decomposition, and propose the methods of describing logic of relations between the maintenance activities based on Petri Net. Finally, a time Colored Petri multi-level network modeling and simulation procedures and steps are given with the maintenance example of the landing gear burst tire of a certain type of aircraft. The feasibility of the method is proved by the example.     

Failure analysis of a nose landing gear fork

This paper presents a detailed analysis of a nose landing gear failure. The developed study comes following an accident occurred in which the nose of the landing gear's fork of a light aircraft failed during landing. According to Federal Aviation Administration, in average, 55% of aircraft failures occur during takeoff and landing.In order to determine the causes of the accident, a material analysis was performed, followed by a detailed study of the fracture's surface both visually and using optical and scanning electron microscopies. It was observed that fatigue cracks developed in the vicinity of the bolted holes, which work as supporting connections, on the topside of the nose fork and, as such, it can be concluded that the referred area was subjected to cyclic stresses originating and propagating cracks in the material. This cracking is characteristic of the existence of stress concentration areas. Identified the crack initiation zone with ratcheting and beach marks near the origin of the crack, combined with the fact that the nose wheel fork is subject to cyclic loading, leads to the conclusion that the component failed due to fatigue.Finite element analyses were also performed on the nose fork taking into account service conditions in order to assess the structural integrity of the component. During the analysis it was observed that the critical areas are located in the vicinity of the connecting holes, as it was observed in the fracture surface analysis. The assembly behavior in the presence of four straight cracks, originating from the fork holes, was also studied using the stress intensity factors, calculated using the contour integral method.     

飞机起落架用超高强度不锈钢的研究及应用进展

本文结合飞机起落架的设计理念,梳理了飞机起落架用超高强度钢及高强不锈钢的应用及发展历程,重点阐述了典型超高强度不锈钢的成分、组织和力学性能以及强韧化机理。建议通过材料热力学动力学计算创新设计新的超高强度不锈钢钢种;提出新型超高强度不锈钢的组织设计,将更关注多类型或高密度的共格析出强化以及高力学稳定性残余奥氏体的强韧化作用机制;最后指出采用最新的一些加工工艺技术,如等温多向锻造工艺技术,可显著提高超高强度不锈钢的综合力学性能。     

传声器阵列反方法及其对飞机噪声源识别

为了完善飞机气动噪声源识别测量技术,并认识当代大型客机气动噪声源的基本特征,改进噪声源识别的大型平面传声器阵列。该阵列由104个传声器组成,104个传声器在平面中的位置通过计算机优化设计的方法确定。并用数值模拟的方法检验平面传声器阵列的频谱特性。应用此阵列在西安咸阳国际机场对近20个架次的进场着陆飞机噪声源进行试验测量。通过实验验证传声器阵列技术和传声器阵列数据处理软件。