轻型飞机起落架强度分析2

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1、材料力学轻型飞机起落架强度分析学院：创新创业学院班级：1434200101班学号：143406010621姓名：邵增德摘要飞机上安装起落架要达到两个目的：一是吸收并耗散飞机与地面的冲击能量和飞机水平能力；二是保证飞机能够自如二又稳定地完成在地面上的各种动作。为适应飞机在起飞、着陆滑跑和地面滑行的过程中支撑飞机重力，同时吸收飞机在滑行和着陆时震动和冲击载荷，并且承受相应的载荷，起落架的最下端装有带充气轮胎的机轮。为了缩短着陆滑跑距离，机轮上装有刹车或自动刹车装置。此外还包括承力支柱、减震器、收放机构、转

2、弯操纵机构等。承力支柱将机轮和减震器连接在机体上，并将着陆和滑行中的撞击载荷传递给机体。前轮转弯操纵机构可以增加飞机地面转弯的灵活性。起落架的结构包括减震系统、支力支柱、撑杆、机轮、刹车装置、防滑控制系统、收放机构、电气系统、液压系统、收放运动锁定及位置指示装置、操纵转弯机构、起落架舱门及其收放机构等组成。本文将对以上这些结构以及材料进行强度分析关键词：冲击载荷承力支柱液压系统转弯机构收放机构弯矩一、实际结构飞机的起落架有很多种，主要有摇臂式，撑杆式和支柱式，本文研究的是支柱式前起落架的强度分析，结构

3、图如下图所示撑杆支柱式，主要构件是减震支柱、扭力臂、机轮、收放作动筒和斜撑杆，与简单式不同的是多了一个或几个斜撑杆。在收放时，撑杆可以作为起落架的收放连杆，有时撑杆本身就是收放作动筒。当受到来自正面水平撞击，减震支柱不能很好地其减震作用，在着陆时，支柱必须承受弯矩，减震支柱的密封装置易受磨损。主要特点是：减震器与承力支柱合而为一，机轮直接固定在减震器的活塞杆上。减震支柱上端与机翼的连接形式取决于收放要求。对收放式起落架，撑杆可兼作收放作动筒。扭矩通过扭力臂传递，亦可以通过活塞杆与减震支柱的圆筒内壁采用

4、花键连接来传递。这种形式的起落架构造简单紧凑，易于放收，而且质量较小，是现代飞机上广泛采用的形式之一。支柱式起落架的缺点是：活塞杆不但承受轴向力，而且承受弯矩，因而容易磨损及出现卡滞现象，使减震器的密封性能变差，不能采用较大的初压力。为了直观地观察各杆的受力情况，建立如下图所示的三维数模下文将对AC杆，BC杆，CE杆以及前轮轴杆和销钉进行分析一、载荷情况（一）静载荷飞机静止在地面时，由于自身重力产生的压力对起落架产生作用，此时承力支柱与套筒为主要承载对象，此时各杆受力以轴向力为主，而且BE杆受到一定大

5、小的弯矩。其次，起落架减震系统中的液压减震在受压情况下产生一定大小的压强，对套筒产生切应力，并且对下支撑杆产生很大的轴向力。（二）动载荷飞机起落架在着陆和地面滑行的过程中支撑飞机重力，同时吸收飞机在滑行和着陆时震动和冲击载荷，并且承受相应的载荷，以及飞机在进行转向时，前起落架也受到不同情况的受力。1、冲击载荷飞机以不同的降落速度着陆时，将会产生不同程度的冲击载荷，在承受飞机自身重力的作用，将对各杆产生新的受力影响，而且活塞杆会产生巨大的弯矩2、转弯机构在转弯过程中，由于摩擦力和转向力的共同作用，支撑杆

6、在横向将会受到很大的扭矩。在这个过程中主要对活塞杆和套筒以下各部分产生不同的载荷影响。（三）载荷数据1、飞机自重P1=2.1T;2、着陆时水平航向载荷Fx=6.8KN;3、纵向航向载荷Fz=21KN;4、减震器中的在静止时液压P1在冲击时P2;一、计算模型将各部分分离成局部分别进行建模、计算分析⑴AC杆AC杆两端为铰接，所以不承受弯矩，只承受轴向力，截面为矩形，建立以下模型：图3.1⑵BC杆BC杆为液压减震器的套筒，承受轴向力，和内部压强变化产生的纵向和横向的切应力，由于是铰接不产生弯矩，截面为空心圆

7、，建立以下计算模型：”图3.2⑶CE杆CE杆为液压减震的活塞杆，承受液压轴向力，弯矩和转弯时产生的扭矩，截面为实心圆，建立以下计算模型图3.3⑷前轮轴杆EHEH杆承受轴向力，转弯时受到扭矩，截面为矩形，建立如下计算模型：图3.4⑸销钉HGHG不承受轴向力，只受到切应力的作用，截面为实心圆，建立如下计算模型：图3.5一、材料选用高强钢轮轴：2A12钢E=70560MPa，[б]=420MPa斜撑：30CrMnSiAE=200000MPa,[б]=1080MPa支柱套筒30CrMnSiAE=200000M

8、Pa,[б]=1080MPa活塞杆以及轴杆2A50E=70560MPa[б]=365MPa五、分析方法各杆所承受的力主要是飞机自身的重力和飞机降落的冲击载荷与地面的作用，下面针对各种情况分别分析⑴AC杆AC杆为铰接，只受轴向力的作用，F1=Fxsin15°A=a1b1б=F1a1b1材料的许用应力[б]应大于等于б；⑵BC杆简化为薄壁筒模型①在静止时F2=P3F1=Fxsin15°A=πDdб1=F2+F1sin85°tan30°πDd由于减震器的作用会