基于ADAMS的小车式起落架着陆及全机滑跑动态仿真

论文摘要

随着计算机技术的发展,以CAD/CAE为支撑的飞机设计技术逐步得到发展并在具体型号的研制中得到应用,尤其是以ADAMS为代表的虚拟样机技术软件的出现,使得过去繁杂的动力学分析和求解过程变得简单起来。运用仿真技术分析飞机起落架及全机的动态特性,对于降低飞机研发成本,提高飞机性能具有十分重要的工程意义。本文基于多体系统动力学理论,在分析某型飞机小车式起落架的结构、运动和受力特点的基础上,构建该起落架的多体系统动力学模型,推导起落架着陆时各部件的动力学方程及运动学关系。在此基础上,以ADAMS软件为分析工具,建立小车式起落架着陆的ADAMS分析模型,深入分析了小车式起落架的有关参数对起落架着陆动力学性能的影响。将得到的仿真分析结果与有关实验结果的比较表明,分析方法是正确的,分析结果是可信的。论文同时对小车式起落架进行了参数优化设计,获得了一些具有工程参考价值的结论。最后,建立了由机身、前起落架缓冲支柱、前起落架机轮、主起落架缓冲支柱和主起落架机轮五个子系统构成的整机多体系统动力学模型,导出了全机滑跑的动力学方程组,基于ADAMS/Aircraft模块进行整机滑跑动力学仿真,研究了不同路面情况对整机滑跑动力学性能的影响,并对仿真结果进行较深入的分析和研究。本文的研究表明:应用多体系统动力学理论和ADAMS软件,可以方便地进行小车式起落架着陆动力学以及飞机全机滑跑动力学分析,为小车式起落架及飞机整机的设计和改型提供必要的理论依据。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 工程背景与研究意义
• 1.2 研究内容和研究方法
• 第二章 多体系统动力学及ADAMS 软件介绍
• 2.1 多体系统动力学
• 2.1.1 多体系统动力学基本概念
• 2.1.2 多体系统动力学建模理论
• 2.1.3 多体系统动力学建模与求解一般过程
• 2.2 虚拟样机技术
• 2.3 ADAMS 软件理论基础与计算方法
• 2.3.1 ADAMS 软件计算方法
• 2.4 ADAMS/View 和ADAMS/Aircraft 模块介绍
• 2.5 Catia V5 和ADAMS 之间的模型数据转换
• 2.6 本章小结
• 第三章 小车式起落架的动力学模型
• 3.1 小车式起落架的结构
• 3.2 小车式起落架着陆动力学模型
• 3.2.1 小车式起落架的多体模型
• 3.2.2 起落架着陆动力学方程的建立
• 3.2.3 几何和运动学关系
• 3.3 缓冲器模型
• 3.3.1 缓冲器工作原理
• 3.3.2 缓冲器设计要求
• 3.3.3 缓冲系统中各力的表达
• 3.4 本章小结
• 第四章 基于ADAMS/View 的小车式起落架着陆动态仿真
• 4.1 ADAMS/View 建模、仿真步骤
• 4.2 ADAMS/View 中仿真模型的建立
• 4.2.1 设置基本环境
• 4.2.2 CATIA 环境下实体模型的建立
• 4.2.3 施加约束
• 4.2.4 力的加载
• 4.3 仿真分析及调试
• 4.4 仿真结果分析
• 4.4.1 不同俯仰角着陆动态分析
• 4.4.2 辅助缓冲器不同刚度时轮胎载荷分配情况
• 4.4.3 不同重量着陆动态分析
• 4.5 缓冲器性能仿真分析
• 4.5.1 空气腔初始压强和初始容积对缓冲性能的影响
• 4.5.2 主油孔面积对缓冲性能的影响
• 4.6 本章小结
• 第五章 参数优化设计及二次开发
• 5.1 参数化分析简介
• 5.1.1 设计研究（Design study）
• 5.1.2 试验设计（Design of Experiments）
• 5.1.3 优化设计（Optimization）
• 5.2 小车式起落架优化实例
• 5.3 基于ADAMS/View 的二次开发
• 5.3.1 定制用户界面
• 5.3.2 菜单
• 5.3.3 定制对话框
• 5.4 本章小结
• 第六章 基于ADAMS/Aircraft 的全机滑跑动态分析
• 6.1 ADAMS/aircraft 下建立全机仿真模型
• 6.1.1 机身子系统
• 6.1.2 主起落架子系统
• 6.1.3 主起落架轮胎
• 6.1.4 前起落架子系统
• 6.1.5 全机组装
• 6.2 飞机滑跑性能分析
• 6.2.1 基本假设
• 6.2.2 系统运动方程
• 6.2.3 滑跑动态响应特性分析
• 6.3 本章小结
• 第七章 总结与展望
• 7.1 论文总结
• 7.2 进一步研究工作
• 参考文献
• 致谢
• 研究生期间发表的论文