王瑛_基于hyperworks的飞机舱门机构多体动力学分析

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1、Altair2013技术大会论文集基于HyperWorks的飞机舱门机构多体动力学分析TheMulti-bodyDynamicsAnalysisofAircraftDoorBasedonHyperWorks王瑛(中航工业西安飞机工业公司陕西西安710089)摘要：本文通过某型飞机舱门机构多体动力学分析为例，介绍了HyperWorks软件的多体动力学分析功能及应用方法。应用表明利用该软件建立的多体动力学模型，经过实物对标和调试能够精确的模拟舱门机构的运动，不仅能够观察到每个运动体的运动轨迹，还能够得到每个运动体或运动副在每个时间段的

2、承受的力或力矩值，可以发现舱门机构能否满足所期望的目标性能；并可对舱门机构关键重要构件建立柔性体，建成舱门机构刚柔耦合模型，在使用过程中对构件的薄弱部位进行模拟仿真分析原因，进行强度、刚度校核。关键词：舱门机构多体动力学柔性体模拟仿真Abstract:Takingacertaintypeofaircraftdoorbodymulti-bodydynamicsanalysisasanexample,thispaperintroducestheHyperWorkssoftwareofmulti-bodydynamicsanalysis

3、functionsandapplicationmethods.Applicationshowsthatthesoftwareisusedtoestablishthemulti-bodydynamicsmodel,throughthephysicalsimulationoflabelanddebuggingaccuratelydoorbodymovement,cannotonlyobservethetrajectoriesofeachmovementofbody,willalsobeabletogeteachbodymovement

4、ormotionpairineachtimeperiodundertheforceortorquevalue,youcanfinddoorscanmeetthedesiredobjectiveperformance;andcanbethekeyimportantcomponentofhatchmechanismtoestablishflexiblebody,builtdoorsagencythecoupledmodel,inuseprocesssimulationanalysiswascarriedoutontheweakpart

5、softhecomponent,thestrengthandrigidity.KeyWords:AircraftDoor,Mechanism,Multi-BodyDynamicsAnalysis,Flexiblebody1概述舱门是飞机机身中的重要且特殊的运动部件。它的主要功能是向乘客提供正常出入通道及应急撤离通道。而舱门机构是舱门中设计最复杂、功能要求最严格的部件。由于舱门机构具有部件多、空间相对狭小、相互运动关系复杂的特点，基于多体动力学方法进行分析和优化已成为国内外设计的主要方法。使用软件HyperWorks模块Motion

6、View/MotionSolve建立舱门机构的多体动力学刚体模型，基于建模－对标－分析的完整建模流程，得到高精度的舱门多体动力学刚体模型。根据舱门开启和关闭的运动原理，建立了两种分析工况。从手柄力矩曲线和实测的手柄力对比，数值比较接近。另外根据舱门机构实际使用情况，使用HyperWorks模块HyperMesh对舱门机构重要构件建立柔性体，运动机构刚柔耦合，进行模拟仿真，分析了机构重要构件的刚度、强度及薄弱部位，为机构改进提供依据。-1-Altair2013技术大会论文集2舱门机构多体动力学刚体模型的建立舱门机构多体动力学模型采用

7、CAD建模法，利用CAD软件Catia建立的舱门三维模型，附之材料属性，测量每个零件的质量、质心坐标以及质心转动惯量，直接输入到CAE软件HyperWorks中，几何模型由Catia模型直接导入。机构中弹簧按设计图纸计算出刚度系数；根据弹簧初始安装角度或压缩长度通过计算得到弹簧预载荷。机构中转轴衬套连接部位在多体动力学模型中处理成衬套元素，根据资料预估各方向刚度和摩擦系数。本舱门机构多体动力学模型包含有8个子系统，每个子系统由运动体、运动副，弹簧，以及作用在运动体上的摩擦力和接触碰撞力等组成。子系统之间是相互链接的，整个模型包含3

8、0个运动体，45个运动副，5个弹簧。2.1子系统组成A.舱门解锁和提升下降运动机构此系统主要由主摇臂、提升机构、助力机构、插销锁机构、上位锁、手柄机构、辅助摇臂组件、平衡杆组成。共有20个运动体，29个运动副和5个弹簧组成。如图1所示：图1舱门相对