1、中图分类号： 论文编号：学科分类号： 硕士学位论文大型客机起落架缓冲系统优化设计技术研究研究生姓名学科、专业 飞行器设计研 究 方 向 飞机起落装置设计指 导 教 师南京航空航天大学研究生院 航空宇航学院二 一 年三月Nanjing University of Aeronautics and AstronauticsThe Graduate SchoolCollege of Aeronautics and AstronauticsStudy on Optimization Design Technology for Landing Gear Shock-Absorbing System of
2、Large Civil AircraftA Thesis inScience and Technology of Aeronautics and AstronauticsbyAdvised bySubmitted in Partial Fulfillmentof the Requirementsfor the Degree ofMastor of EngineeringDecember, 2009承诺书本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师指导下，独立进行研究工作所取得的成果。尽我所知，除文中已经注明引用的内容外，本学位论文的研究成果不包含任何他人享有著作权的内容。对本论文所涉及的研究工
3、作做出贡献的其他个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人授权南京航空航天大学可以有权保留送交论文的复印件，允许论文被查阅和借阅,可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。(保密的学位论文在解密后适用本承诺书)作者签名： 日 期： 南京航空航天大学硕士学位论文I毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文） ，是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得 及其它教育机构的学位或学历而使
4、用过的材料。对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。作 者 签 名： 日 期： 指导教师签名： 日 期： 使用授权说明本人完全了解 大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。作者签名： 日 期： 学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引
5、用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。作者签名： 日期： 年 月 日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权 大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。涉密论文按学校规定处理。作者签名： 日期： 年 月 日导师签名： 日期： 年 月 日南京航空航天大学硕士学位论
6、文III摘 要以支柱式起落架为背景，在传统二质量模型的基础上，考虑油液不可压和可压两种情况，分别推导了空气弹簧力的计算公式。并给出了一种由飞机运动学参数、轮胎几何参数和跑道物理参数等共同确定摩擦系数的经验公式，用于计算地面水平反力。以某型飞机主起落架为例, 实现了其基于 ADAMS/Aircraft 的落震虚拟样机，并进行了落震仿真。通过与试验数据的对比发现，该起落架虚拟样机的落震仿真能够很好的模拟起落架的着陆缓冲性能。提出了变油孔缓冲器油针几何形状的优化模型。以某型飞机主起落架的落震虚拟样机为例，以油针几何形状为设计变量，基于 iSIGHT 集成 ADAMS/Aircraft 建立了飞机起落
7、架缓冲系统多目标优化流程。使用功落震工况下，优化后的缓冲器轴向力减小了 7%左右，而缓冲器效率可同时提高 6%以上。以起落架缓冲系统传统的设计方法为基础，结合上述的优化流程建立了飞机起落架缓冲系统设计、仿真和优化一体化流程，并对某大型客机的前起落架和主起落架进行了设计优化。与传统方法设计相比较，经过变油孔优化设计后，前起落架使用功落震的缓冲器效率提高了 19.6%，支柱轴向力降低了 15.9%，主起落架使用功落震的缓冲器效率提高了 8.7%，支柱轴向力降低了 7.2%。前起落架和主起落架的缓冲性能均得到了明显的提高。关 键 词：起落架，ADAMS，虚拟样机，油针，iSIGHT，多目标优化大型客
8、机起落架缓冲系统优化设计技术研究IVABSTRACTUnder the background of aircraft post landing gears, air-spring force formula has been derived based on traditional two-mass model, by considering oil incompressible and compressible. Furthermore, an empirical formula about friction coefficient which is determined by the pa
9、rameters of aircraft motion, tire geometry and runway has been established to obtain ground horizontal reaction force.Taking Y8 main landing gear as an example, drop virtual prototyping based on ADAMS/Aircraft has been achieved, and drop simulation has been conducted. There is a good corespondence b
10、etween the simulation result and the experimental data.The optimization model of variable-orifice is expressed. That is, the metering pin area of section is the design variable. Combined with Adams/Aircraft, the multi-objective optimization of landing gear shock-absorbing system is established in iS
11、IGHT. Under use work drop case, shock strut axial force decreases about 7%, and shock strut effectiveness can increase 6% more at the same time after optimization.Based on conventional design methods, the design optimization of nose and main landing gears of large civil aircraft capability is preced
12、ed integrated by the procedure above. As a result, the shock strut efficiency of nose landing gear is improved 19.6%. However, the strut axis force is reduced 15.9%. In corresponds, the shock strut efficiency of main landing gear is enhanced 8.7%.However, the strut axis force is lessened 7.2%. The s
13、hock-absorbing characteristics of nose and main landing gears are significantly evaluated.Keywords：landing gear, ADAMS, virtual prototyping, metering pin, iSIGHT, multi-objective optimization南京航空航天大学硕士学位论文V目 录第一章 绪论 .11.1 工程背景与意义 .11.2 国内外研究现状 .21.3 研究目的与研究内容 .4第二章 起落架着陆动态性能分析模型 .52.1 缓冲支柱受力分析 .62.1
14、.1 油液阻尼力 .82.1.2 空气弹簧力 .82.1.3 内部摩擦力 .82.2 轮胎受力分析 .82.3 运动微分方程 .82.4 本章小结 .8第三章 基于 ADAMS/AIRCRAFT 起落架落震动力学仿真 .83.1 起落架落震试验 .83.2 建立模板 .83.2.1 轮胎模板的建立 .83.2.2 起落架模板的建立 .83.3 落震仿真与结果验证 .83.4 本章小结 .8第四章 基于 ISIGHT 的起落架缓冲性能优化设计技术 .84.1 ISIGHT 简介 .84.1.1 ISIGHT 的几大优势 .84.1.2 ISIGHT 的工作过程 .84.2 优化模型的建立 .84
15、.2.1 设计变量 .84.2.2 目 标函数 .84.2.3 约束条件 .84.2.4 优化模型 .84.3 基于 ISIGHT 的优化流程的建立 .8大型客机起落架缓冲系统优化设计技术研究VI4.3.1 软件的集成 .84.3.2 模块的建立 .84.3.3 参数映射 .84.4 优化设计 .84.4.1 对油针分段位置进行优化 .84.4.2 对油针横截面积进行优化 .84.4.3 对油针分段位置和横截面积进行优化 .84.5 小结 .8第五章 大型客机起落架缓冲系统设计及缓冲性能优化 .85.1 缓冲系统设计计算 .85.1.1 轮胎的选择 .85.1.2 缓冲器参数确定 .85.2 设计、仿真、优化一体化流程 .85.3 初始设计落震仿真 .85.3.1 前起落架落震仿真 .85.3.2 主起落架落震仿真 .85.4 优化设计 .85.4.1 前起落架优化设计 .85.4.2 主起落架优化设计 .85.5 小结 .8第六章 总结与展望 .86.1 总结 .86.2 进一步工作展望 .8参考文献 .8致 谢 .8在学期间的研究成果及发表的论文 .8
