劉坤 宋龍 趙帥

【摘 ?要】飛機(jī)起落架對(duì)飛機(jī)來說具有重要性作用。為了確保飛機(jī)的安全起降，需要全面加強(qiáng)研究起落架的使用期限和受力性能等，需要保證其強(qiáng)度的基礎(chǔ)之上不斷提高起落架的可靠性。本文主要是探討分析飛機(jī)起落架結(jié)構(gòu)件件強(qiáng)度分析及結(jié)構(gòu)優(yōu)化，在此基礎(chǔ)之上主要是通過兩種方式對(duì)起落架主體和可折撐桿進(jìn)行強(qiáng)度分析和結(jié)構(gòu)優(yōu)化處理，希望能夠?qū)︼w機(jī)起落架結(jié)構(gòu)件設(shè)計(jì)起到參考性價(jià)值。

【關(guān)鍵詞】飛機(jī)起落架;結(jié)構(gòu)件;強(qiáng)度分析;結(jié)構(gòu)優(yōu)化

文本主要是起落架結(jié)構(gòu)件進(jìn)行分析研究，特別表現(xiàn)在起落架主體和上下可折撐桿。在分析強(qiáng)度之后，獲得較大的安全裕度，為了使材料潛能全面發(fā)揮，滿足安全性設(shè)計(jì)要求。需要對(duì)飛機(jī)起落架結(jié)構(gòu)件進(jìn)行優(yōu)化，使其在符合各項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)要求之下能夠提高使用可靠性，改善受力性能。此次研究主要是通過CATTA軟件的建模功能和ANSYS Wokebench的拓?fù)鋬?yōu)化功能對(duì)飛機(jī)起落架主體和可折撐桿強(qiáng)度分析和結(jié)構(gòu)優(yōu)化。前者主要是建立起落架主體立體模型，之后將模型導(dǎo)入后者軟件當(dāng)中施加載荷，之后再進(jìn)行強(qiáng)度分析。如果起落架工作存在一定的安全隱患，則需要容易出問題的部位或部件處進(jìn)行強(qiáng)化。將改進(jìn)的部位或部件再進(jìn)行計(jì)算，分析強(qiáng)度，直到確?？煽啃院螅ＷC不會(huì)發(fā)生同類安全隱患。在確定新品之后，需要將其導(dǎo)入到ANSYS Wokebench軟件當(dāng)中校核強(qiáng)度，在確定優(yōu)化截面尺寸之后，能夠使飛機(jī)起落架滿足安全性的設(shè)計(jì)要求。

1.飛機(jī)起落架的結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)

由于飛機(jī)起落架使用條件受到限制，因此存在一定的安全隱患問題，飛機(jī)起落架常常出現(xiàn)裂紋、變形等情況，導(dǎo)致出現(xiàn)較多的飛行事故。根據(jù)飛機(jī)起落架的特點(diǎn)，需要加強(qiáng)飛機(jī)起落架的一些薄弱部件結(jié)構(gòu)，這樣能夠使其合理受力。在不降低質(zhì)量情況下增加強(qiáng)度，這樣也能夠提升飛機(jī)起落架的工作的安全性。

2.飛機(jī)起落架上下可折撐桿的結(jié)構(gòu)優(yōu)化和強(qiáng)度分析

2.1選擇撐桿建模軟件

在對(duì)飛機(jī)起落架上下可折撐桿進(jìn)行建模時(shí)可以通過CATIA軟件實(shí)現(xiàn)，該軟件能夠全面應(yīng)用在較高設(shè)計(jì)要求的建模當(dāng)中。因此廣泛應(yīng)用在汽車制作，臨床領(lǐng)域和航天領(lǐng)域。

由于此次研究的飛機(jī)起落架的撐桿都比較簡(jiǎn)單，并且存在較少的曲面，因此需要借助于CATIA軟件建立立體模型。由于ANSYS軟件和CATIA軟件之間能夠共享數(shù)據(jù)，能夠使模型與真實(shí)零件之間的差異性不斷降低。

2.2撐桿的立體建模和強(qiáng)度分析

（1）撐桿的三維建模：由于撐桿的三維建模對(duì)于優(yōu)化期間的數(shù)學(xué)模型來說具有較大的難度。由于撐桿的界面尺寸沿著長(zhǎng)度方向沒有出現(xiàn)較大的改變。因此，可以使用撐桿截面尺寸在長(zhǎng)度方向上不變的模型替換實(shí)際模型。

（2）撐桿強(qiáng)度分析：撐桿的實(shí)際受力情況需要導(dǎo)入ANSYS Wokebench軟件當(dāng)中，之后通過坐標(biāo)系能夠看出。其受力情況只能在X軸方向進(jìn)行移動(dòng)，將Y軸和Z軸進(jìn)行固定。之后需要將耳子內(nèi)孔表面的方向進(jìn)行固定，確保其不會(huì)出現(xiàn)移動(dòng)情況。

3.上撐桿與動(dòng)作筒連接的耳環(huán)螺栓的強(qiáng)度分析與結(jié)構(gòu)優(yōu)化

3.1彈性力學(xué)基本方程

彈性體是彈性力學(xué)主要的研究對(duì)象，主要是對(duì)彈性體在外力作用之下變形與應(yīng)力之間的關(guān)系的研究。為了處理彈性體的力學(xué)問題，得到的結(jié)果是解析解，采用有限元得出的結(jié)果是數(shù)值解，這就說明彈性力學(xué)與有限元之間存在較大的關(guān)聯(lián)性。以此在推導(dǎo)有限元時(shí)需要借助于彈性力學(xué)的相關(guān)知識(shí)。因此需要明確彈性力學(xué)的基本方程。

（1）位移和應(yīng)變的關(guān)系——幾何方程：如果物體存在較小的位移和變形情況，因此可以將位移導(dǎo)數(shù)的高次冪忽略不計(jì)。（2）應(yīng)變與應(yīng)力的關(guān)系——物理方程：在彈性力學(xué)當(dāng)中，本構(gòu)方程主要表示應(yīng)變和應(yīng)力之間的關(guān)系，主要是建立在彈性體的假設(shè)之上。

3.2上撐桿與動(dòng)作筒連接的耳環(huán)螺栓的加載和強(qiáng)度分析

首先需要在CATIA軟件對(duì)飛機(jī)起落架上撐桿與動(dòng)作筒連接的耳環(huán)螺栓建立立體模型，之后需要將此模型導(dǎo)入到ANSYS Wokebench軟件當(dāng)中，在上文當(dāng)中已經(jīng)分析到。需要?jiǎng)澐肿杂删W(wǎng)格，之后需要分為若干節(jié)點(diǎn)和單元。

按照模型的桿件的受力情況和三維坐標(biāo)進(jìn)行分析：桿件在X軸產(chǎn)生的力矩和在Y軸和Z軸產(chǎn)生力矩。需要約束拉桿一端內(nèi)孔的3個(gè)坐標(biāo)，需要約束另一端的兩個(gè)坐標(biāo)。使其只能在X軸上進(jìn)行移動(dòng)。需要在產(chǎn)生位移一端的內(nèi)孔表面施加應(yīng)力，這樣由于耳環(huán)螺栓的工作環(huán)境使其受到各個(gè)不同角度的壓力。

結(jié)構(gòu)優(yōu)化主要是隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展而發(fā)展的，計(jì)算機(jī)技術(shù)的優(yōu)化原理逐漸發(fā)展。已經(jīng)能夠廣泛應(yīng)用在較多實(shí)際問題解決方面，能夠?qū)ζ溥M(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。借助于優(yōu)化算法和計(jì)算機(jī)技術(shù)，能夠使人們?cè)陬A(yù)設(shè)條件下獲得最適宜的優(yōu)化方案，這樣能夠在較大程度上降低時(shí)間成本，不斷加強(qiáng)工作效率。此次研究主要是通過ANSYS Wokebench軟件對(duì)耳環(huán)螺栓的結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，在優(yōu)化之后不僅能夠提高材料可靠性，還能夠從根本上增強(qiáng)起落架工作的安全性，并且在優(yōu)化其他部件時(shí)提供參考性價(jià)值。

4.結(jié)束語

綜上所述，此次研究主要是探討分析了飛機(jī)起落架結(jié)構(gòu)件件強(qiáng)度分析及結(jié)構(gòu)優(yōu)化，主要是闡述了飛機(jī)起落架支撐結(jié)構(gòu)和耳環(huán)螺栓結(jié)構(gòu)件，對(duì)以上結(jié)構(gòu)件進(jìn)行強(qiáng)度分析和結(jié)構(gòu)優(yōu)化，主要是借助于ANSYS軟件，CATIA軟件，ANSYS Wokebench軟件等對(duì)其進(jìn)行建模處理，之后按照以上軟件的各項(xiàng)功能分析優(yōu)化飛機(jī)起落架結(jié)構(gòu)件的各個(gè)方式，僅供參考。

參考文獻(xiàn)：

[1]鄒仕軍.某型飛機(jī)起落架艙門與結(jié)構(gòu)件的協(xié)調(diào)安裝技術(shù)[J].新技術(shù)新工藝，2017，11（08）：24-27.

[2]彭燕萍，李靜洪，宿馨文，等.無人機(jī)起落架電傳作動(dòng)筒有限元分析及優(yōu)化設(shè)計(jì)[J].機(jī)械設(shè)計(jì)與制造工程，2016，45（06）：44-48.

[3]任旺，薛彩軍，趙蓉.基于邊緣射流的起落架氣動(dòng)噪聲控制研究[J].航空工程進(jìn)展，2016，17（01）：78-86.

（作者單位：95937部隊(duì)）