基于LMS的舱门机构中曲杆的疲劳寿命仿真分析.pdf

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1、基于LMS的舱门机构中曲杆的疲劳寿命仿真分析冯琳娜，崔卫民，喻天翔(西北工业大学航空学院，陕西西安710072)TheSimulationAnalysisforFatigueLifeoftheBendingBaroftheMechanismofCabin’SDoorBasedonLMSFENGLin—lla，CUIWei—rain，YUTian—xiang(SchoolofAeronautics，NorthwesternPolytechaniealUniversity，Xi’an710072，Ch

2、ina)摘要：应用虚拟样机疲劳寿命预测方法，对飞机0引言内埋弹舱舱门机构中的曲杆进行了疲劳寿命分析。利用LMS．Virtua1．Lab多体动力学系统仿真软件，随着先进机载武器的出现和飞行器简洁气动外建立起舱门简化机构的多体仿真模型，结合有限元形的要求，当代战斗机的武器设备系统由原来的外方法和多体动力学分析，获得曲杆上的载荷时间历挂式变为内埋式。因此，战斗机在进行作战时就必程，再根据材料的疲劳性能对曲杆进行疲劳寿命预须打开内埋式弹舱来进行武器发射和投弹[1]。内埋测。结果表明，曲杆的疲劳寿命符合舱门

3、机构的设弹舱舱门机构能否完成正常的打开闭合功能，直接计要求。关系到飞机能否完成预定的空投任务。由于舱门机关键词：内埋式弹舱；多体动力学模型；疲劳寿构往往工作在循环变化的载荷下，疲劳破坏就成为命预测其中某些部件的主要破坏形式。本文所研究的某型中图分类号：TB21；V229飞机内埋弹舱舱门机构中的曲杆，由于在舱门运动文献标识码：A过程中交替受拉力与压力的作用，弯曲处截面突变文章编号：1001—2257(2O1O)O6—0021—04易引起应力集中，从而可能产生疲劳破坏，导致舱门Abstract：The

4、virtualprototypingfatiguelife机构不能完成预定功能，因此对曲杆进行疲劳寿命predictionmethodisusedtoperformthefatigue预测十分必要。lifeanalysisofbendingbarinthemechanismofin-传统的疲劳寿命预测方法一般建立在疲劳实验teriorweaponcabin’Sdoor．Themulti—bodysimu—的基础上，该方法周期长、费用高，且问题大多出现lationmodelofthedoorisbu

5、iltinLMS．Virtua1．在产品设计完成之后，对设计更改带来一定难度。Lab，theloadtimehistoryofthebendingbarisob—利用多体系统动力学理论和有限元分析相结合的虚tainedbyintegratingfiniteelementmethod(FEM)拟样机疲劳设计技术进行疲劳寿命预测，已成为目andmulti—bodydynamicssimulation．Thenac-前新产品设计的一个有效手段，可以有效缩短机械cordingtOtheloadtimehi

6、storyandmaterial’Sfa—系统开发设计周期，产生更为优化的结构，还可大幅tigueproperties，thefatiguepredictionoftheben—降低或最终取代部分疲劳实验[2]。dingbarisperformed．TheresultsindicatethattheLMS．Virtua1．Lab软件是融结构、耐久性、振fatiguelifeofbendingbaraccordtherequirements．动噪声和优化等于一体的大型多体动力学分析软件，用以模拟机械

7、系统的品质属性，具有完备的Keywords：interiorweaponcabin；multi—bodyCAD(计算机辅助设计)建模功能，将CAD和CAEdynamicmodel；fatiguelifeprediction(计算机辅助工程)完全集成于一体，实现了多体动力学仿真和优化，以及振动噪声等模块之间的无缝收稿日期：2010—01—18连接，大大缩减了工程设计过程中的非增值时间。《机械与电子~2010(6)·21·主要应用在线性弹性应力的分析中。其分析思路疲劳寿命预测流程是：从材料的S—N曲线

8、出发，再考虑各种影响系数利用多体动力学分析软件对内埋弹舱舱门机构的影响，得出零件的S—N曲线，并根据零构件的S进行动力学建模；直接由舱门机构的系统载荷谱求—N曲线和Miner线性损伤累积理论计算零部件的出构件上的载荷响应时间历程(系统载荷谱可以是寿命。实际的载荷、位移和加速度等)；采用有限元法将关2．2疲劳累积损伤理论键部件曲杆柔性化计算出危险部位的应力，最后结曲杆在舱门机构运动过程中承受不规则的交变合材料的基本疲劳性能数据和线性疲劳损伤累计理应力，其最大和最小应力经常变化，情况较