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时间:2018-12-11
《飞机舱门机构运动仿真分析技术研究》由会员上传分享,免费在线阅读,更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、.·一架飞机有大小十几个舱门,包含登机门、服务门、货舱门、应急门等。舱门结构设计复杂,连杆、铰链数量众多,机构运动过程多阶段,运动关系复杂多变。由于舱门上的机构运动关系复杂,如何将这些舱门安装到位一直是飞机装配的一个难点。为了理清舱门各个机构运动的原理,指导现场工艺人员更好地进行工艺分析,采用CATIA的DMU模块对舱门进行运动机构仿真分析[1]。通过虚拟仿真技术的研究应用...... 一架飞机有大小十几个舱门,包含登机门、服务门、货舱门、应急门等。舱门结构设计复杂,连杆、铰链数量众多,机构运动过程多阶段
2、,运动关系复杂多变。由于舱门上的机构运动关系复杂,如何将这些舱门安装到位一直是飞机装配的一个难点。为了理清舱门各个机构运动的原理,指导现场工艺人员更好地进行工艺分析,采用CATIA的DMU模块对舱门进行运动机构仿真分析[1]。通过虚拟仿真技术的研究应用,验证舱门机构运动,找出机构中的可调节量,能指导工人现场安装调试,确保安装的顺利进行,缩短研制及安装周期[2]。 民用飞机舱门结构特点分析 民用飞机舱门:指民用飞机上带铰链机构,供人员进出或作为舱段主要维护通道的开口。完整的舱门包含的主要功能有:开关功能、
3、应急开启功能、安全性功能、滑体预位功能、指示功能、辅助功能等。 民用飞机舱门结构一般采用金属材料。由于结构厚度较高,没有内蒙皮,采用连接角片连接横纵梁,采用预变形设计,飞行中正常飞行压差下为30%压缩量,以保证良好的密封性能。 舱门结构方式主要有2种:外翻式打开方式与抛放式打开方式。外翻式,如ARJ的货舱门、大客的应急门等,重力方向与舱门运动方向一致;抛放式主要为ARJ的应急门、大客的登机门等,舱门提升后与机身平行沿航向前方打开,各位置垂直提升高度有所不同。 舱门的开启过程一般分为3个阶段:首先是对舱
4、门进行解锁;然后对开启手柄进行提升;最后是将门推开的过程。在整个过程中包含的主要机构有:提升机构、导向机构、平移机构、内手柄及齿轮盒、外手柄机构、扭矩杆机构、阵风锁机构、外伸机构、增压预防、内外手柄机构、滑梯启动机构、驱动机构等。 舱门机构的简化.... 机构由若干个相互联接起来的构件组成。机构中两构件之间直接接触并能作相对运动的可动联接,称为运动副。机构每个运动模块里面包含若干个运动副。舱门机构运动仿真中涉及到的运动副有:固定副、旋转副、球面副、圆柱副、点线副、滑移副等。其中固定副、旋转副、圆柱副等运
5、动副在舱门机构中形式单一也相对简单。在舱门机构中有些特殊形式的运动副,出现的概率高且相对复杂,以下将对这些特殊形式的运动副进行介绍。 1特殊球面副 球面副是一种很常见的运动副,主要有3个特点:球面副连接2个连杆,有3个旋转自由度;球面副不能添加驱动,不能规定其运动极限[3];球面副的原点位于球和铰套的公共中心点,球面副没有方向,当创建球面副时,只需制定连杆和球面副的原点。 在舱门的机构中,存在一种特殊的机构,2个连杆没有球、铰套和公共中心点,图1为ARJ21货舱门中的一处机构所示,构件1的轴直径小于构
6、件2的孔直径,该轴能在孔中随意转动。研究发现这种结构的运动原理和球面副是相同的:两个构件间有3个独立的相对运动;具有3个旋转自由度;构件1在构件2的孔隙内做任意角度的旋转。因此,针对舱门机构中这种外形上完全不符合球面副的这类特殊机构,也定义为球面副。由于两个构件没有公共中心点,在具体定义球面副的过程中需要添加辅助点,假设辅助点就是公共中心点。 2高副 在平面运动副中,两构件之间的直接接触有3种情况:点接触、线接触和面接触。按照接触特性,通常把运动副分为低副和高副两类。 两构件通过面接触构成的运动
7、副称为低副。根据两构件间的相对运动形式,低副又分为移动副和转动副;两构件通过点或线接触构成的运动副称为高副。如凸轮与尖顶推杆构成高副,如两齿轮轮齿啮合处也构成高副[4]。.... 在CATIA的DMU模块中,有点线副、滑动曲线副、滚动曲线副、点面副4种高副。舱门机构中包含较多的高副,以点线副居多,其中还包含部分滑动曲线副。这类机构结构形式类似,在实际添加过程中容易混淆,不正当的使用会引起后续错误。针对舱门机构中经常用到的2种高副将做详细介绍。 2.1点曲线副 点曲线副特点有:点线副约束第1个构件的一点
8、在第2个构件上的某个方向上;点线副约束2个构件之间的2个平动自由度;定义的2个构件之间有3个旋转自由度和一个移动自由度;可以添加长度驱动;2个构件在运动过程中有公共点接触。 在ARJ21应急门的上位锁及大客登机门的阵风锁等多处出现点线副。如图2所示,构件1在构件2的某个平面上运动,在构件1的末端有一个突起的锥点,由于构件2的旋转轴和构件1垂直,在实际的运动过程中构件1的锥点始终都在构件2的某条直线上运动,即点线
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