基于ADAMS/View小車式起落架動態(tài)仿真

2017-03-02 by:CAE仿真在線來源:互聯(lián)網(wǎng)

本文介紹如何利用系統(tǒng)的動力學仿真軟件ADAMS建立小車式起落架的三維模型,然后對小車式起落架動力學模型進行動態(tài)仿真分析,并實現(xiàn)小車式起落架的界面設計,仿真研究表明,所建立的仿真模型可以為進一步研究小車式起落架的試驗樣機奠定基礎。

1 前言
起落架是飛機的重要部件,是實現(xiàn)飛機起飛和著陸的重要裝置。起落架性能的優(yōu)劣直接影響飛機起飛著陸時的安全。關于起落架的設計和分析,現(xiàn)階段我國主要采用傳統(tǒng)的方法,求解運動方程和做物理實驗,耗時費力。ADAMS(Automatic Dynamic Analysis Of Mechanical System)是目前世界范圍內使用最廣泛的多體系統(tǒng)仿真軟件,具有強大的運動學和動力學的分析功能,可以確定系統(tǒng)在任何時刻的速度,加速度;同時可以確定系統(tǒng)及構件所需要的作用力和反作用力。利用ADAMS軟件對起落架進行動態(tài)分析,用虛擬樣機代替物理樣機,可以快速方便的修改模型,節(jié)省大量的人力和物力。
2 仿真模型的建立
ADAMS/VIEW是一個強大的建模和仿真環(huán)境,它可以建模仿真和優(yōu)化機械系統(tǒng)模型。在ADAMS/VIEW中創(chuàng)建構件幾何模型可以用自身的建模工具,也可以由其它的CAD軟件導入。讀入方式以模型方式或構件方式分層引入或整體引入。由于小車式起落架結構外形復雜,本文首先利用Dassault公司的CATIA三維軟件完成小車式起落架模型,以* *.stl格式輸出,然后將這種中間格式的文件再通過ADAMS的file菜單中的import讀入,再將部件按照實際狀態(tài)進行正確放置,完成ADAMS/View模塊中建模,,其幾何模型如圖一所示。

基于ADAMS/View小車式起落架動態(tài)仿真 - 林子 - 林子清風 CAE/CFD工作室

圖1 小車式起落架模型

仿真特性決定了建模特性,所建立的模型并不需要和真實模型一樣,可以忽略對一些對性能影響不大的因素,外筒和內筒之間以移動副相連,能在垂直方向相對移動,內筒和車架之間以旋轉副相連,機輪與車架之間以旋轉副相連。空氣彈簧力隨行程是非線性變化的,緩沖器的油液力和緩沖器的運動速度隨時間變化是非線性的,這兩個力通過樣條曲線SPLINE來實現(xiàn),結構限制力用STEP函數(shù)來實現(xiàn)。輪胎與地面之間的力由接觸函數(shù)來精確的模擬。
3 仿真結果的分析
計算多體系統(tǒng)動力學的分析流程,主要包括建模和求解兩個階段。導入了幾何模型,定義了材料的屬性,定義了運動副和載荷,前處理已經(jīng)基本結束。啟動求解器模塊ADAMS/SOLVER,軟件能自動形成模型的動力學模型方程,提供解算結果。本文模擬的是起落架從某個高度落下的動態(tài)性能,這里通常關心的主要內容有行程隨時間的變化以及緩沖器的功量隨著行程變化即功量圖。

圖2 緩沖器隨行程變化曲線

圖3 緩沖器的功量圖

所得到的曲線與參考文獻五所給的起落架實驗曲線形狀一致。由圖二可知,起落架在空中降落的時,緩沖器沒有壓縮,緩沖器的行程為0。起落架著地以后,地面給支架以作用力,緩沖器開始壓縮,同時,緩沖器的軸向力不斷加大。緩沖器的行程在0.3秒左右達到最大值,最大值約350mm;隨后緩沖器開始釋放能量,緩沖器行程開始回彈,由圖可知當回彈到約175毫米,完成一次往返行程,往返行程時間約為0.69秒。緩沖器的功量圖是空氣壓縮曲線和油液壓縮曲線的形狀之和,由圖三可見功量圖比較飽滿。
4 界面設計
為了方便修改起落架的仿真參數(shù),利用ADAMS\VIEW的二次開發(fā)功能,設計帶有小車式起落架初始設置參數(shù)的對話框,通過對話框編輯器來定制界面,對話框的程序有ADAMS軟件本身的CMD語言來完成。定制的對話框如圖四所示。

圖4 小車式起落架參數(shù)輸入界面

輸入?yún)?shù)以后,程序能自動改變參數(shù)的數(shù)值,進行仿真,使建模更加簡單,快捷,友好,更好的實現(xiàn)了人機交互。
5 結論
根據(jù)以上研究與分析,可以得到以下結論:
1.建模過程及虛擬樣機仿真實現(xiàn)結果表明,ADAMS能建立起落架分析模型,并可進行動力學分析,所建立的模型有很高的可靠性。
2.利用ADAMS可以很方便的進行參數(shù)的修改和設定,以達到設計需要的性能的要求。
3.ADAMS\VIEW具有用戶化設計功能,可定制圖形界面和自動運行。

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