飞机主起落架力学建模与分析

飞机主起落架是飞机结构中的一个重要部件,它不仅承受着飞机与地面接触时产生的静、动载荷,而且还吸收飞机在着陆、高速滑跑时所产生的能量。介绍了支柱套筒式主起落架,利用CATIA进行三维建模、DMU进行运动仿真,模拟飞机着陆工况;对模型施加载荷,利用ANSYS进行受力分析;在假设条件下建立运动微分方程并求解;依据以上分析为合理设计起落架和减小飞机在着陆撞击、跑道滑行过程中起落架的振动提出合理建议。     

滚转角度对民机机身结构耐撞性能的影响

适坠性已经并将继续是飞机安全的一个重要关注点。为了研究不同滚转角度对机身结构动态响应特性的影响,针对典型的运输类飞机机身结构,建立货舱地板下部为波纹板布局形式的机身段有限元模型,分析该机身段在0°、5°、10°和15°的滚转角度下,以6.67 m/s的坠撞速度撞击刚性地面时的坠撞特性,对比分析不同滚转角度下机身段的破坏模式和座椅与地板连接处的加速度—时间历程曲线。结果表明:不同滚转角度会对机身结构的变形以及座椅处加速度响应产生显著影响,采用合适的应急着陆方式可以有效提高飞机的适坠性能。     

滚转角度对民机机身结构耐撞性能的影响

适坠性已经并将继续是飞机安全的一个重要关注点。为了研究不同滚转角度对机身结构动态响应特性的影响,针对典型的运输类飞机机身结构,建立货舱地板下部为波纹板布局形式的机身段有限元模型,分析该机身段在0°、5°、10°和15°的滚转角度下,以6.67 m/s的坠撞速度撞击刚性地面时的坠撞特性,对比分析不同滚转角度下机身段的破坏模式和座椅与地板连接处的加速度—时间历程曲线。结果表明:不同滚转角度会对机身结构的变形以及座椅处加速度响应产生显著影响,采用合适的应急着陆方式可以有效提高飞机的适坠性能。     

大型商用飞机撞击载荷对核电厂管道的影响分析

大型商用飞机撞击核电厂时,国内外相关机构和学者对撞击载荷、撞击毁伤效应、厂房结构仿真方面研究较多,但冲击振动对管道的影响分析方面研究非常少。选取某核电厂一个管道单元,借助管道分析软件PIPESTRESS对管道单元开展反应谱分析,获得大型商用飞机撞击谱下的管道响应。将管道在大型商用飞机撞击谱和地震谱下的响应进行分析,分析管道在大型商用飞机撞击谱和地震谱下的响应差异;对大型商用飞机撞击载荷评定准则进行探讨,为后续管道抗击大型商用飞机撞击设计提供支持。     

飞机非对称着陆和滑跑载荷分析

研究了飞机非对称着陆和滑跑载荷的分析方法。通过给定飞机初始滚转角,建立 飞机非对称着陆过程中全机动载荷分析模型;按照ＧＪＢ规定的１－ｃｏｓ跑道情况,完 成某飞机滑行过程的动载荷分析。计算结果表明,飞机非对称着陆和滑跑载荷分析 能够合理地模拟飞机真实着陆和滑跑过程中受载情况。     

飞机大迎角着陆时四轮小车式起落架机轮载荷分配研究

针对大型飞机常用的复杂四轮小车式起落架结构布局型式,其轮胎选型及起落架结构强度分析时要用到单个机轮上的作用载荷。本文依据飞机着陆过程中起落架的缓冲器与轴向载荷的关系曲线,在建立了机轮轮胎压缩量与飞机地面垂直载荷关系曲线的基础上,探讨了飞机大迎角着陆过程中对四轮小车式起落架前、后机轮载荷分配的影响,提出了四轮小车式起落架机轮载荷分配的计算分析方法,并以波音707飞机为例进行了计算,验证了文中所提出方法的有效性和可行性。     

民机机身结构适坠性数值研究

以某型民机机身舱段结构为研究对象,建立了机身舱段结构有限元模型,通过LS-Dyna软件进行了机身结构坠撞过程模拟,得到了不同条件下机身结构坠撞响应,研究了机身结构适坠性与其局部结构布局、坠撞边界条件及吸能材料应用间的关系,分析了机身变形、客舱地板加速度变化等适坠性关键因素。结果表明:机身结构变形随着初始撞击速度的增加而增大,变形部位由机舱底部扩展至舱内地板结构;通过采取支撑结构、在客舱地板下填充泡沫材料等抗坠毁吸能设计,延缓客舱地板加速度峰值出现的时间,可降低客舱地板加速度峰值,有效提高机身结构适坠性。     

货舱载荷对复合材料机身框段适坠性影响分析

针对复合材料飞机结构适坠性验证及适航审定需求,建立货舱地板下部为波纹板的复合材料蒙皮机身框段有限元模型及货舱货物刚体简化模型,研究其在7 m/s垂直坠撞条件下的适坠性能。通过与无货舱货物情况进行对比,分析货舱载荷对机身结构变形模式、加速度响应特性和机身结构吸能特性的影响,进而为飞机结构适坠性设计及分析提供参考。仿真结果表明,货舱载荷导致货舱下部波纹板严重变形,但吸能量增加,外侧座椅与地板连接处的加速度低于无货舱货物情况,坠撞过程中机身各部分结构吸能是同时进行的。     

薄壁圆筒结构耐撞性优化设计

以典型薄壁圆筒结构为研究对象,运用移动最小二乘法进行撞击能量和撞击载荷拟合,借助MSC.Patran的PCL语言,运用MATLAB软件中自带的优化算法进行优化分析,给出了结构在给定约束条件下的吸能最优结果。针对典型结构耐撞性分析技术的研究,建立了一套可以应用于工程结构耐撞性优化设计的可行方法。     

四轮并列式起落架焊接主起轮轴受载模型及分析

针对大飞机上常用的四轮并列式起落架,给出了飞机在着陆准稳态阶段,其起落架焊接主起轮轴的受载数学模型。以伊尔-76飞机为研究对象,采用有限元分析软件ANSYS,模拟了其机轮着陆过程中焊接主起轮轴受力状况。结果表明,主起轮轴上两道焊缝处应力最大,断裂几率最高,最先着陆机轮的轴颈处由于受到循环载荷作用,易发生疲劳断裂。     

车辆薄壁结构碰撞性能的研究

利用显有限元方法对4种典型车用薄壁结构进行正碰碰撞仿真,得到其的变形模式、吸能规律、冲击力、速度等一系列参数,分析了不同结构耐碰撞性能的优劣,为车辆耐碰撞性能的设计和构件截面形状的优化奠定了基础。     

A METHOD FOR DETERMINING THE IMPACT FORCE IN CRASH TESTING

A method for measuring the impact force in crash testing is developed. In this method, a mass is made to collide with the object being tested and the instantaneous value of the impact force is measured as the inertial force acting on the mass. To realise linear motion with sufficiently small friction acting on the mass, a pneumatic linear bearing is used, and the velocity and acceleration of the mass, the moving part of the bearing, are measured using an optical interferometer. The relative combined standard uncertainty in determining the impact force in a three-point bending test is estimated to be 0.5×10⁻²(0.5%) of the maximum value of the impact force.     

某微型客车保险杠低速碰撞有限元分析

以某微型客车的前保险杠为研究对象,利用CATIA软件建立前保险杠几何模型,然后采用Hy-permesh作为前处理器建立有限元模型,运用LS-DYNA有限元求解器的显示算法对模型进行求解计算。在Hypermesh中通过对整个碰撞过程中内能的吸收以及碰撞力的时间历程曲线的分析,提出两种改进方案。与原始设计相比,最终的改进方案使得总体内能增加了26．85％,碰撞力减少了8．23％,取得较满意的改进结果,为该微型车低速防撞结构的设计提供了参考。     

可伸缩式汽车碰撞缓冲吸能装置的试验与仿真研究

介绍了可伸缩式汽车碰撞缓冲吸能装置的工作原理。针对某量产车型的前部结构设计制造了该碰撞缓冲吸能装置的样件,完成了样车的结构和控制系统的改装。建立了吸能装置的有限元模型,研究了其在正面碰撞时的响应特性。同时,采用台车碰撞试验的方法,研究了该装置在伸出及缩回状态下的高低速碰撞性能。仿真和试验研究结果表明,该碰撞缓冲吸能装置在伸出状态下能有效增加车辆的碰撞缓冲吸能空间,从而改善碰撞吸能过程,更好地保护车内乘员。在缩回状态下,该装置不会对原车型造成不利影响。     

直升机整体抗坠毁设计的简化力学模型

基于直升机结构件的力学性能研究,根据试验和有限元分析结果,提出了进行直升机抗坠毁设计的简化力学模型.模型主要用于在垂直坠毁过程中的最大冲撞力的预测和关键抗坠毁构件的能量吸收设计.利用此简化模型,对直升机10.2 m/s速度垂直撞击地面这一工况进行了计算,得到了起落架吸收的能量(塑性功)占初始动能的百分比,等效机体的动能衰减曲线等重要结果,与有限元结果对比,吻合较好.     

齿轮传动中啮合冲击的理论分析

根据渐开线齿轮传动的特点 ,应用机械动力学理论 ,建立了考虑轮齿受载变形后齿轮传动过程中的有关几何量与其啮入冲击速度、最大冲击力之间的定量关系表达式。据此初步分析了齿宽、传动比、轮齿受载变形、工况、齿轮结构等对传动过程中啮合冲击的影响情况。     

后悬对正碰车身加速度的影响研究

针对同一车型的高配车与低配车正碰法规试验结果差异明显的情况,应用有限元仿真技术,进行了时间分解、空间分解、碰撞力分解,绘制了正碰耐撞性能图谱,对造成试验结果差异的后悬总成进行子系统动态分析,研究结果表明,发动机前置后驱式车辆的底盘传力对正碰有重要影响,五杆螺旋弹簧式后悬比钢板弹簧式后悬纵向刚度更大,导致第二时间段内高配车车身加速度明显高于低配车,在此基础上提出了相应的解决方案。     

基于侧面碰撞仿真的轿车防撞杆结构优化研究

在我国汽车碰撞交通等故中,侧面碰撞事故占30%左右,而我国目前尚未实行相关法规,并且许多汽车企业也未进行相关研究,所以开展汽车的侧面耐撞性研究十分重要。针对国内某SUV车型,按照欧洲侧面碰撞法规ECER95进行侧面碰撞模拟仿真,从碰撞变形、碰撞吸能以及关键点的加速度值进行分析、评价,对防撞杆进行结构优化研究,通过仿真计算,验征了发生碰撞时优化后的防撞杆结构在变形和吸能方面明显优于改进前的结构,提高了车辆的侧面耐撞性能以及驾乘人员的安全性。为今后开展汽车的侧面碰撞研究以及提高轿车侧面耐撞性能提供了可借鉴的方法。     

The harp: a vehicle crash test apparatus for full-scale crash test experiments

The current paper describes an apparatus for full-scale vehicle crash test experimentation. This apparatus is referred to as the harp. In brief, the harp may either accelerate a trolley which is impacted into a test vehicle or the test vehicle itself may be accelerated and impacted into an object such as a barrier, a pole, or another vehicle. If a trolley is accelerated, it is equipped with load cells to record the axial crushing force. If a test vehicle is accelerated, it is equipped with a three-axis accelerometer to record the crushing force. At the impact site, high-speed cameras and instrumentation record vital data during the crash.     

小客车保险杠低速碰撞仿真研究

在低速碰撞过程中，保险杠发挥了举足轻重的地位，根据保险杠低速碰撞的法规要求，应用显式动力有限元 分析软件ANSYS/LS-DYNA，对某型小客车的保险杠系统进行了低速碰撞仿真研究，通过对变形情况，速度，加速度时间历程曲线的结果进行分析研究，对该型保险杠性能的进一步改进提出了建议。