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直升机起落架的研究与有限元仿真

作　者: 李兵
导　师: 魏敏
学　校: 石河子大学
专　业: 机械制造及其自动化
关键词: 直升机结构型式起落架抗坠毁有限元分析
分类号: V275.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
下　载: 27次
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内容摘要

上世纪三十年代,世界首架实用VS-300直升机试飞成功,第一架实用直升机克服各种技术难题,拉开了研究直升机产业发展和创新的序幕,直升机具有垂直起降以及悬停和低速高灵活性的飞行能力以及其他重要的特性,这些特性使其被广泛应用于军事和民用领域。科学技术的巨大进步和先进的工业生产水平,使直升机技术得到了相应的快速的发展,应用范围扩大,直升机各结构部件的设计涉及大量的计算和分析,以及复杂的科学研究制造过程等。军用直升机拥有高速度和良好的可操作性,民用直升机需要廉价和舒适,噪音和振动水平低,驱动简单和较为简单的可维护性等等,未来直升机将是一个安全、可靠、舒适、实用、灵活、方便、高效、经济的航空机器。起落架装置是直升机用于起飞、着陆、滑行和停放的专门装置,它的主要作用是消化和吸收直升机着陆带来的能量急剧变化,因其垂直降落速度迅速降为零,须降低着陆冲击引起的过载。此外,起落装置往往还用来使直升机具有在地面滑行及滑跑的能力,并减少滑行时由于地面不平而产生的撞击与颠簸。本论文以起落架作为研究对象,通过查阅大量相关文献资料,采用动力学原理,经过理论分析探讨,对直升机起落架各种结构型式进行研究,并且建立了三维几何及有限元模型,并基于此对关键部件进行了有限元仿真动力学分析,同时对仿真结果进行了深入的讨论。研究的主要内容如下：1.针对直升机应用于不同场合下,对其起落架的各种结构型式进行了深入细致的分析。同时对直升机起落架的各种布局和结构形式进行了研究,进而根据第四代直升机对起落架耐坠毁与可收放的设计要求,提出了可行的起落架方案。2.以当今主流摇臂式起落架为参考,建立了直升机起落架系统的有限元模型,通过对起落架的有限元分析,为下一步的仿真研究打下基础。3.基于ANSYS软件定义了一个由起落架和机轮系统等子系统构成的部件模型,进行了起落架的不同降落方式的仿真分析。4.建立的起落架模型为下一步进行更加准确的抗坠毁仿真分析打下了坚实了基础,并有利于对新型起落架更进一步的优化设计。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-8
目录  8-10
第一章绪论  10-17
  1.1 引言  10-13
  1.2 起落架的研究背景与意义  13-14
  1.3 国内外的研究现状及分析  14-15
  1.4 本文研究内容  15-16
  1.5 技术路线  16-17
第二章起落架结构型式分析  17-27
  2.1 武装直升机与运输直升机对起落架的要求特点  17
  2.2 武装直升机对起落架的两个重要要求  17-19
    2.2.1 起落架收放功能要求  17-19
    2.2.2 起落架抗坠毁功能要求  19
  2.3 直升机架构型式分析  19-21
  2.4 起落架结构布局分析  21-23
    2.4.1 滑撬式起落架应用分析  22
    2.4.2 各种轮式起落架架构分析及应用情况  22-23
  2.5 三点式起落架  23-24
    2.5.1 前三点式起落架  23-24
    2.5.2 后三点式起落架  24
  2.6 轮式起落架主体结构型式  24-25
  2.7 研究机型的选取  25
  2.8 Z9型直升机起落架结构型式  25-26
  2.9 小结  26-27
第三章起落架的各部件研究及关键部件的校核  27-46
  3.1 起落架装置参数的选择  27-28
  3.2 轮式起落架的取舍  28-32
    3.2.1 轮式起落架的形式  29-31
    3.2.2 轮胎与机轮的选择  31-32
  3.3 缓冲减震器  32-37
    3.3.1 缓冲减震器工作原理及主要形式  32
    3.3.2 油气式缓冲减震器  32-37
  3.4 起落装置耐坠毁的研究  37-38
    3.4.1 坠毁载荷  37-38
    3.4.2 布局型式  38
    3.4.3 耐坠毁起落装置结构  38
  3.5 直升机“地面共振”及预防  38-40
  3.6 起落架关键部件-机轮轴的强度校核  40-46
    3.6.1 载荷分析与校核意义  40
    3.6.2 设计要求及其降落受力分析  40-42
    3.6.3 起落架机轮轴的载荷计算  42-43
    3.6.4 机轮轴的应力分析及强度校核  43-45
    3.6.5 小结  45-46
第四章起落架的三维建模  46-53
  4.1 solidworks介绍  46-47
  4.2 起落架三维实体建模  47
  4.3 主起落架主杆件的建模  47-48
  4.4 收放作动筒的建模  48-49
  4.5 轮毂的建模  49-50
  4.6 轮胎的建模  50-52
  4.7 起落架装配体模型  52-53
第五章起落架机轮系统有限元仿真  53-58
  5.1 引言  53-54
  5.2 机轮系统轮轴的简化及受力情况分析  54-55
  5.3 机轮系统轮轴的有限元计算分析  55-57
    5.3.1 轮轴在垂直降落时的有限元分析  55-56
    5.3.2 直升机前飞降落时机轮轴的有限元分析  56-57
  5.4 小结  57-58
第六章结论与展望  58-60
  6.1 结论  58-59
  6.2 展望  59-60
参考文献  60-62
致谢  62-63
作者简介  63-64
导师评阅表  64

直升机起落架的研究与有限元仿真

内容摘要

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