基于多体动力学模型的飞机脚蹬踏板驱动机构的分析研究

《基于多体动力学模型的飞机脚蹬踏板驱动机构的分析研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、基于多体动力学模型的飞机脚蹬踏板驱动机构的分析研究吴双(上海飞机设计研究院，上海,201210)摘要：介绍用于某型飞机检测脚踏刹车力的驱动机构开发项目，文章从需求分析着手，通过VirtuaL.LabMotion软件建立驱动机构的多体动力学模型，添加约束条件和设定负载力，仿真分析驱动机构装配件的运动轨迹及受力悄况，验证整套系统的总体方案设计的可行性和安全性。关键词：脚蹬踏板仿真模型驱动机构多体动力学Analysisonmulti-bodydynamicsmodelwithdrivemechanismforkickpe

2、dalofaircraftWushuang(TheaircraftresearchinstituteofShanghai,Shanghai,201210)ABSTRACT:Thepaperintroducesaprojectitemofdesigndrivemechanismforkickpedalofaplane,whichsupportsomespec讦icallytestprojectsinkickpedal'sgroundtest.Basedonthemulti-bodydynamicssoftwareVi

3、rtual丄abMotion,drivemechanisrrfsmodelsareestablished,whenAddconstraintandsetload,thesimulationanalysisofmechanismmotiontrailsandthestresscanbecomputed,sotheReliabilityandsecurityofthegeneraldesignschemewillbeconfirmed.KEYWORD：kickpedal;simulationmodel;drivemec

4、hanism;multi-bodydynamics1引言在民用飞机适航条款中，明确规定了刹车脚蹬踏板的操纵力的设计及验证的要求。为了验证某型民用飞机的脚蹬踏板的操纵力设计对该项条款符合性，须开发一套刹车踏板驱动装置，模拟人踩在刹车踏板的动作，通过计算机控制电动缸输出精确的连续作用力，代替试验人员人工踩踏方式产生位移，从而满足脚蹬踏板的位移■力曲线关系的测试。计算机自动控制模式拥有快速自动定位、测量精度高,位移输出连续等特点,相比人工踩踏测量拥冇很大的优势，但因增加了一套机械运动机构，给驷动机构的设计带來了一定的复杂

5、性，驱动机构的装配尺寸和受力情况必须通过一定的仿真手段进行分析论证，才能在正式生产装配后，保证现场调试中的机构运动轨迹符合设定，输出力不会影响刹车踏板试验件安全。2总体思路2.1仿真软件选型VirtuaL.LabMotion三维多体动力学仿真软件是专为模拟机械系统的真实运动和载荷分析而设计的。它提供了有效的方法可以快速创建和改进多体模型有效地重复使川CAD和有限元模型并能快速反复模拟评价多种设计选择的性能。工程师可以在工程项日的开发阶段利用灵活可调的三维多体模型进行概念上的运动学研究，并在后续阶段中结合试验数据进行

6、更具体的评估。要在高成木的物理原型样机制造及试验Z前开发出最优化的机械系统需要精确的动力学运动分析结果。VirtuaLLabMotion多体动力学仿真软件通过引入惯性力、重力、刚度、阻尼及摩擦等因素对机构进行动力学系统行为仿真可以在整个产品研发过程中提供更有价值、更有深度的工程见解。快速迭代仿真过程可以准确预测机构动力学运动和内部载荷及应力使工程师能够对多个设计方案的真实性能进行综合评佔。因此，结合本项目的需求，采用VirtuaLLabMotion进彳亍驱动机构的仿真分析工作。2.2踏板驱动原理驱动机构由伺服驱动器

7、控制的伺服电动缸的驱动，以一定介度来驱动刹车踏板绕转轴旋转一定角度。下图1是此装宜技术方案的原理图。图1刹车踏板驱动机构原理示意图由上图町知，在本系统中，电动缸行程要求在250mm以上，选用300mm行程，驱动机构屮踏板的转角范用从初始的77.4度（相对水平而）转到约平行于水平面。该系统在驱动刹车踏板吋会产生垂直于踏板的分力人和平行于踏板的分力J,分力人产生使踏板转动的力矩，是有用力;分力场则会产生拉压踏板的作用，会对踏板造成损伤，是冇害力，应予以消除，如图2所不:图2踏板受力图3分析内容及步骤3.1模型设计整个驱

8、动机构模型包括支架、驱动电机、连接杆、脚蹬踏板夹具、脚蹬踏板等。如下图3所示。3图3踏板驱动模块的设计图为了尽量减小干扰力笃，连接杆与踏板夹具Z间采用滚动滑轮连接，利用滚动摩擦因数较小的原理，尽量降低干扰力的大小。连接处如图4所示：3.2创建模型将简化的踏板驱动模型导入motion,对于已有的零件或装配体，在motion中有两种导入方式,第一种是通过标准的C