CN105480431A

CN105480431A - 一种避免起落架离地状态过度振动的方法

Info

Publication number: CN105480431A
Application number: CN201410535351.2A
Authority: CN
Inventors: 高飞
Original assignee: Xian Aircraft Design and Research Institute of AVIC
Current assignee: Xian Aircraft Design and Research Institute of AVIC
Priority date: 2014-10-11
Filing date: 2014-10-11
Publication date: 2016-04-13
Anticipated expiration: 2034-10-11
Also published as: CN105480431B

Abstract

本发明提供了一种避免起落架离地状态过度振动的方法，其特征在于：1、使用偏心转轮模拟起落架机轮的转动激励，转动激励的频率随时间变化；2、改变偏心转轮的偏心质量M₃，模拟振动激励幅值的变化；3、使用二自由度模型模拟起落架的主要运动规律；4、通过改变和匹配：质量块M₁、质量块M₂、弹簧K₁和K₂，实现起落架结构前二阶固有振动频率f₁、f₂的设计等步骤。

Description

一种避免起落架离地状态过度振动的方法

技术领域

本发明属于飞机起落架动力学设计领域，特别是涉及到飞机离地过程起落架机轮从高速转动到静止过程中，避免机轮转速与结构频率耦合出现过度振动的方法。

背景技术

飞机起落架离地时，起落架机轮处于高速转动状态。如果机轮转速超过飞机结构的固有频率，当转动逐渐衰减时，必将与结构频率耦合而出现共振，导致结构过度振动。

当存在这种现象时，一般采用机轮刹车技术，但是这需要增加刹车机构，导致结构重量增加。从最不利的方面讲，如果刹车机构失效，仍会存在过度振动的发生。

发明内容

本发明的目的是：提供一种避免起落架离地状态过度振动的方法。

本发明的技术方案是：1.一种避免起落架离地状态过度振动的方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)使用偏心转轮模拟起落架机轮的转动激励，转动激励的频率随时间变化；

2)改变偏心转轮的偏心质量M₃，模拟振动激励幅值的变化；

3)使用二自由度模型模拟起落架的主要运动规律；

4)通过对质量块的质量M₁、质量块的质量M₂、弹簧刚度K₁和K₂进行改变和匹配，根据避免过度振动的设计要求，实现起落架结构前二阶固有振动频率f₁、f₂的设定：

f_{1} = \frac{1}{2^{3 / 2} π} {\frac{K_{1} + K_{2}}{M_{1}} + \frac{K_{2}}{M_{2}} - {[{(\frac{K_{1} + K_{2}}{M_{1}} + \frac{K_{2}}{M_{2}})}^{2} - \frac{{4 K}_{1} K_{2}}{M_{1} M_{2}}]}^{1 / 2}}^{1 / 2}

f_{2} = \frac{1}{2^{3 / 2} π} {\frac{K_{1} + K_{2}}{M_{1}} + \frac{K_{2}}{M_{2}} - {[{(\frac{K_{1} + K_{2}}{M_{1}} + \frac{K_{2}}{M_{2}})}^{2} - \frac{{4 K}_{1} K_{2}}{M_{1} M_{2}}]}^{1 / 2}}^{1 / 2}

进一步的，还通过匹配阻尼g₁和g₂，模拟起落架的阻尼分布特性，避免过度振动的设计要求。

进一步的，还通过单独或者组合调整：减小转轮的偏心质量M₃、缩短转轮的从运动到静止的停转时间t，以实现起落架离地状态的过度振动的控制。

本发明的优点是：

本发明提出了一种避免起落架离地状态过度振动的方法。本发明针对复杂起落架***动力学特性进行简化，提取出主要运动规律，建立二自由度振动分析模型。利用偏心轮的产生的变速运动产生变频振动激励，模拟起落架机轮离地后的运动过程。通过设计参数的调整，以实现起落架离地状态的过度振动的控制。设计参数包括：转轮偏心质量M₃、转轮的从运动到静止的停转时间t、质量块M₁的质量、质量块M₂的质量、弹簧K₁的刚度、弹簧K₂的刚度、阻尼器g₁的阻尼系数、阻尼器g₂的阻尼系数。本发明能准确模拟由于机轮偏心转动产生的振动激励和发现起落架的振动故障的原因，用于起落架设计初期的方案设计和出现振动故障的机理分析。本发明模型简单、计算效率高。

附图说明

图1是二自由度振动模型示意图；

图2起落架机轮转动模型示意图；

其中，1-刚性边界，2-转轮，3-转轮架，4-质量块M₁，5-弹簧K₁，6-弹簧K₂，7-阻尼器g₁，8-阻尼器g₂，9-转轴，10-转轮偏心质量M₃；

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步详细说明，请参阅图1至图2。

如图1所示，为二自由度振动模型示意图，包括刚性边界1、转轮2、转轮架3、质量块4、弹簧5、阻尼器6和7、转轴9、转轮偏心质量10。

如图2所示，为机轮转动模型示意图，包括转轮2、转轮架3、转轴9、机轮偏心质量10。

一种避免起落架离地状态过度振动的方法，包括：

1、转轮架3、转轮2、转轴9和转轮偏心质量10共同构成质量块M₂；

2、调节机轮偏心质量M₃以改变转动激励的幅值；

3、调整质量块M₁、M₂，弹簧刚度K₁、K₂，模拟起落架前二阶振动频率f₁、f₂；

4、调整阻尼器g₁、g₂，模拟起落架的阻尼分布特性；

5、给转轮施加初始转速，转速超过起落架前二阶频率最高值，释放转轮，使转动自由衰减或者强迫衰减，观测质量块M₁和转轮架的振动；

6、在起落架总质量不变的情况下，改变质量M₁和M₂的比例关系，或者改变刚度分布K₁或K₂，从而改变起落架频率f₁和f₂，可以避免起落架离地状态过度振动；

7、在起落架总质量可变的情况下，改变质量分布M₁或者M₂，或者改变刚度分布K₁或K₂，从而改变起落架频率f₁和f₂，可以避免起落架离地状态过度振动；

8、增大阻尼器g₁或者g₂，可以避免起落架离地状态过度振动；

9、减小转轮的偏心质量M₃，可以避免起落架离地状态过度振动；

10、减小转轮从高速转动到静止的停转时间t，可以避免起落架离地状态过度振动。

Claims

1.一种避免起落架离地状态过度振动的方法，其特征在于，包括以下步骤：

2)改变偏心转轮的偏心质量M₃，模拟振动激励幅值的变化；

3)使用二自由度模型模拟起落架的主要运动规律；

f_{1} = \frac{1}{2^{3 / 2} π} {\frac{K_{1} + K_{2}}{M_{1}} + \frac{K_{2}}{M_{2}} - {[{(\frac{K_{1} + K_{2}}{M_{1}} + \frac{K_{2}}{M_{2}})}^{2} - \frac{4 K_{1} K_{2}}{M_{1} M_{2}}]}^{1 / 2}}^{1 / 2}

f_{2} = \frac{1}{2^{3 / 2} π} {\frac{K_{1} + K_{2}}{M_{1}} + \frac{K_{2}}{M_{2}} + {[{(\frac{K_{1} + K_{2}}{M_{1}} + \frac{K_{2}}{M_{2}})}^{2} - \frac{4 K_{1} K_{2}}{M_{1} M_{2}}]}^{1 / 2}}^{1 / 2} .

2.根据权利要求1所述的避免起落架离地状态过度振动的方法，其特征在于，还通过匹配阻尼g₁和g₂，模拟起落架的阻尼分布特性，避免过度振动的设计要求。

3.根据权利要求1所述的避免起落架离地状态过度振动的方法，其特征在于，还通过单独或者组合调整：减小转轮的偏心质量M₃、缩短转轮的从运动到静止的停转时间t，以实现起落架离地状态的过度振动的控制。