应用adams／aircraft建立飞机起落架模型

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1、维普资讯http://www.cqvip.com应用ADAMS／Aircraft建立飞机起落架模型马晓利郭军(中国飞机强度研究所二室，陕西西安710065)摘要应用MSC．ADAMS／Aircraft模块建立某飞机起落架模型，根据动力学原理，计算出缓冲器模型的空气弹簧力、油液阻尼力及结构限制力特性曲线。然后对模型进行考虑升力的落震试验分析，仿真试验结果表明利用MSC．ADAMS软件可以对起落架精确建模和仿真分析。关键词起落架ADAMS仿真1引言ADAMS(AutomaticDynamicAnalysisofMechanica

2、lSystem)是由美国MSC公司研制的集建模、求解、可视化技术于一体的虚拟样机软件，已经被众多国际著名公司如Ford，BMW、NASA、GM、GE、CAT、ABB、ADtranz，洛克西德马丁等成功应用，并成为汽车、航空航天、铁道、兵器、船舶和通用机械等众多领域中事实上的行业标准。ADAMS包含的飞机起落架模块(AircraftLandingGear)是专门用来构造飞机起落架模型和全机模型的软件环境，它不但能够创建飞机和飞机起落架系统的虚拟样机，而且能够在各种试验条件下，分析、测试这些虚拟样机，就象分析、测试和试验物理样机

3、一样。本文利用MSC．ADAMS／Aircraft模块建立了某飞机起落架虚拟样机模型，并进行了仿升落震虚拟试验。在此将重点介绍一下缓冲器模型的建立方法。2起落架模型的建立MSC，ADAMS／Aircraft专业模块提供了良好的建模环境：标准模式和模板生成器。在标准收稿Et期：2003年11月313·35·维普资讯http://www.cqvip.com模式中，我们可以利用模板库创建子系统或通过组装已有的子系统来建模，MSC．ADAMS／Air—craft中包含了诸如轮胎、前起落架悬架、主起落架悬架、刚体机身等子系统。在MSC

4、．ADAMS／Aircraft中如果没有合适的模板，则可利用模板生成器调用零件库中的标准零件或使用自定义的零件建造用户自己的模板。建立好各个子系统后，我们通过调用MSC．ADAMS／Aircraft中提供的装配方案，或者自己生成的装配方案，将各个子系统装配起来就构成了虚拟样机。3定义缓冲器性能我们在缓冲器建模时，发现在MSC．ADAMS／Aircraft模块中，缓冲器的结构限制力、空气弹簧力、油液阻尼力的阻尼系数，只能用随缓冲器行程变化的一组数据曲线代替，不能直接通过缓冲器的充填参数计算得到，而且当充填参数变化时，这些曲线也

5、在变化。最后我们根据动力学原理，给出了缓冲器模型的空气弹簧力、油液阻尼力系数及结构限制力、轮胎垂直力(可用试验数据)等随缓冲器行程变化的特性曲线，并将其写入MSC．ADAMS要求的特性文件中，完成了缓冲器性能定义。这里仅介绍计算单腔式缓冲器(常油孔)的缓冲器受力特性曲线的方法。为了方便说明先分别给出单气腔式缓冲器结构模型图(图1)及缓冲器受力分析图(图2)。T●h●，，t～图2缓冲器受力分析图1单腔式缓冲器缓冲器轴向力可统一表示为：·36·维普资讯http://www.cqvip.comf5，S<0其中结构限制力F={00<

6、S<5～(1)L(S一5一)S>5一式中：5～——缓冲器最大行程；琏——缓冲器轴向拉压刚度；5——缓冲器错动行程。应用公式(1)，我们可以得到随5变化的一条曲线，将数据写入结构限制力的特性文件中即可。缓冲器内部摩擦力，这里仅为缓冲器的皮碗摩擦力：K~FoS(2)：_T式中：——缓冲器皮碗摩擦系数；S——缓冲器错动速度；——空气弹簧力；——缓冲器油液阻尼力。缓冲器的空气弹簧力和油液阻尼力各自对于不同型式的缓冲器一般具有不同的计算方法。这里只讨论单腔式缓冲器的计算方法。当缓冲器错动时，由于油气混合作用，空气腔中气体压缩是一种多变

7、过程，由此产生的空气弹簧力可表示为：一mJ(3)式中：vo。——空气腔初始容积；)，——空气腔压缩多变指数：。——气腔初压力；A——压气面积；．s——缓冲器错动行程；P咖——当地标准大气力。应用公式(3)，我们可以计算得到随5变化的一条曲线，将数据写入空气弹簧力的特性文件中即可完成空气弹簧力的定义。当缓冲器错动时，油液通过主油腔和回油腔中的阻尼孔产生油液阻尼力，油液阻尼力是缓冲器消耗能量的主要力学元件，油液力的大小与压油面积、油孔大小、油孔形状以及缓冲器工作过程支柱内筒的运动速度等有关。油液阻尼力的阻尼系数：2()4(正行⋯

8、程)“一一(反行’程)维普资讯http://www.cqvip.com式中：p^——油液密度；A——主油腔有效压油面积；A、A——正、反行程时主油孔有效过流面积；C、c——正、反行程时主油孔流量系数(常油孔时C=c)；根据公式(4)分别计算出正行程及反行程油液阻尼力系数曲线，写入特性文件即