某型起落架結(jié)構(gòu)的軟件細(xì)節(jié)優(yōu)化

1、馬魁江，等：某型起落架結(jié)構(gòu)的軟件細(xì)節(jié)優(yōu)化11第29卷第2期四川兵工學(xué)報(bào)2(X)8年4月【兵器與設(shè)備】馬魁江，等：某型起落架結(jié)構(gòu)的軟件細(xì)節(jié)優(yōu)化11馬魁江，等：某型起落架結(jié)構(gòu)的軟件細(xì)節(jié)優(yōu)化11某型起落架結(jié)構(gòu)的軟件細(xì)節(jié)優(yōu)化'馬魁江I,楊文瀟2,聶 宏I(1.南京航空航犬大學(xué)航空宇航學(xué)院南京21(X)16： 2.電子科技大學(xué)軟件學(xué)院成都6KXXX)摘要：在MSC.P*ian中建立某型起落架的模型,并進(jìn)行靜力試驗(yàn)，得出應(yīng)力分布;通過VC+編程對MS(：. Patran 進(jìn)行二次開發(fā)，實(shí)現(xiàn)與Isight的無縫連接.然后對某型起落架進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)通過對比優(yōu)化詢后結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)、模型應(yīng) 力分布的差異情況，可知

2、優(yōu)化設(shè)計(jì)達(dá)到了提高結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)耐久性的U的.關(guān)鍵詞:起落架；應(yīng)力分布;優(yōu)化；二次開發(fā)中圖分類號:TP39I文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：1(X)6 - 0707( 2()08)()2- (X)IO- 03馬魁江，等：某型起落架結(jié)構(gòu)的軟件細(xì)節(jié)優(yōu)化11馬魁江，等：某型起落架結(jié)構(gòu)的軟件細(xì)節(jié)優(yōu)化11*收稿日期:200802-門基金項(xiàng)目：國家自然科學(xué)壟金資助項(xiàng)目(1(X)72025).作者簡介：馬魁江(1982-),男四川南充人，碩士研究生，主翌從事E機(jī)起落架裝趕設(shè)置研究.© 1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House. Al

3、l rights reserved, 起落架是飛機(jī)安全飛行的關(guān)鍵部件，受力嚴(yán)重、工作 環(huán)境惡劣、故障率高.現(xiàn)代鬲性能E機(jī)起落架結(jié)構(gòu)的核，b 問題，是如何實(shí)現(xiàn)長壽命、高可靠性與低維修成本.W此. 開展E機(jī)起落架耐久性的研究具有重耍意義.虛擬試驗(yàn)技 術(shù)是用數(shù)值仿真的力法，按照真實(shí)物理試驗(yàn)人綱的耍求. 模擬其實(shí)試驗(yàn)進(jìn)彳j的整個(gè)過程，即到物理試驗(yàn)的數(shù)值仿其 結(jié)果.虛擬試驗(yàn)既可以在產(chǎn)品設(shè)計(jì)的初級階段分析梵疲勞 性能.優(yōu)化產(chǎn)品壽命.乂可以在定壽階段預(yù)測物理試驗(yàn)的 結(jié)果，與物理試驗(yàn)共同形成一個(gè)交互式的試驗(yàn)流程運(yùn)用 該技術(shù)可以減縮產(chǎn)陽開發(fā)和測試成本、縮短投放市場的時(shí) 間、提高產(chǎn)品壽命產(chǎn)生較大的經(jīng)濟(jì)效益.1將C

4、AD技術(shù)運(yùn)用在多學(xué)科優(yōu)化設(shè)計(jì)中E機(jī)設(shè)計(jì)涉及多門學(xué)科，而各學(xué)科之間相互作用、相 互形響，是一項(xiàng)復(fù)雜的系統(tǒng)工程.近來E機(jī)匸業(yè)界研究人 員認(rèn)識到:當(dāng)將多學(xué)科優(yōu)化® Multidisciplinary Desii O|r tinizalion.簡稱MDO)理論應(yīng)用于工程實(shí)踐時(shí),必須與CAD 技術(shù)相結(jié)合.1) 基于CAD的參數(shù)化能為各學(xué)科提供一個(gè)統(tǒng)一的高 梢度兒何模型從而避免各學(xué)科兒何模型不統(tǒng)一帶來的誤 差，同時(shí)也解決了各學(xué)科垂復(fù)建模的問題.2) 參數(shù)化的CAD模型不僅僅包含了兒何尺寸信息. 更貢孌的足它可以將設(shè)計(jì)規(guī)范和專家經(jīng)驗(yàn)溶入設(shè)計(jì)中，更 好的反映設(shè)計(jì)者的意圖，提高產(chǎn)品質(zhì)帛.3) 總行器M

5、IX)的過程和結(jié)果能用CAI)兒何模型直接 顯樂出來，從而在總體設(shè)計(jì)階段能直觀地觀察設(shè)計(jì)方案的 合理性,而IL這個(gè)CA1)兒何模型還可被下游設(shè)計(jì)(詳細(xì)設(shè) 計(jì))直接利用，從而實(shí)現(xiàn)總體設(shè)計(jì)與詳細(xì)設(shè)計(jì)的無縫連接, 縮短設(shè)計(jì)周期.雖然MDO和(A1)都是E行器設(shè)計(jì)中重要的設(shè)計(jì)技 術(shù).但十兒年來MIX)領(lǐng)域和CAI)領(lǐng)域的發(fā)展兒乎是相互 獨(dú)立的它們各D的演變過程都受到用八群體的需求影響 和技術(shù)可行性的限制，盡管實(shí)際上兩者足密切相關(guān)的，但 對于它們之間的交融研究卻不多.WJt,展開多學(xué)科優(yōu)化設(shè)計(jì)和CAI)軟件的結(jié)合很有必 要因?yàn)檫@樣不但可以縮短設(shè)計(jì)周期,而且可以減少不必 要的人工干預(yù).2建立代理模型要對模

6、型進(jìn)行優(yōu)化,必須運(yùn)用匸程軟件，本研究中選 用的優(yōu)化軟件為fcigk,由于要計(jì)算結(jié)構(gòu)應(yīng)力分布，所以需 要與軟件Patran相結(jié)合，因此需要對P/ran進(jìn)行：次開發(fā), 二次開發(fā)選用VC+依據(jù)耐久性設(shè)計(jì)原則減小應(yīng)力集中系數(shù)需要減小相 對寬度和相對厚度小.相對寬度對相対厚度的形響系數(shù)可 用式(1)農(nóng)達(dá)：_P.。呵二(爐一 D)T其中.W為耳片寬度;D為耳片孔的直徑;T為耳片厚度.相對厚度對相對寬度的影響系數(shù)可用式(2)衣達(dá)：Pr= (WL- D)Tl其中:Wl為耳片寬度;D為耳片孔直徑,7i為連桿厚度図.結(jié)構(gòu)代理模型建立的H的是建立So- / |二和°HH»=(叭f)丿T之間的相互

7、關(guān)系'大應(yīng)力為93 Pa.如圖3所不.3細(xì)節(jié)結(jié)構(gòu)優(yōu)化原耳片寬度為56 mm.厚度為13 mm.耳片形狀接近斜 削耳片如圖1所示.圖1耳片原模型依據(jù)式(1)和式(2),對耳片的相對寬度和相對厚度進(jìn) 行調(diào)整修改后的耳片寬度為51 nin,厚度為11.5 innu使衍 修改厲的耳片更接近料削耳片修改后的耳片如圖2所示.圖2修改后妁耳片模型在Patran中對耳片進(jìn)行詢處理包括劃分網(wǎng)格、定義邊 界條件、施加載荷、定義材料和單元屬性.垠后再用NaUran 進(jìn)行計(jì)算.在劃分網(wǎng)格時(shí)，可選擇質(zhì)量較高的六面體網(wǎng)格，并IL 在施加棧荷時(shí)，應(yīng)該注意施加的方式和位咒，可通過MPC 把載荷施加在孔心處.這樣和實(shí)際

8、的載荷情況比較接 近叫因?yàn)樗５玫降氖嵌瑧?yīng)力分布的比較，因此施加載荷 的大小并不重耍選取3種工況，分別為：工況 1:= 500 N, P嚴(yán) 0, Px= 0.工況 2: P= 0. PY= 500N,PZ= 0.工況 3: Pv= U Pr= 0. P7= 500 N.修改訥的應(yīng)力分布11M0I-.:-X '4修改后的應(yīng)力分布圖3 工況1應(yīng)力分布比較第2工況時(shí)耳片最大應(yīng)力為106 I如修改后的耳片最 大應(yīng)力為96 Pa,如圖4所示.修孜林的應(yīng)力分布修孜后的應(yīng)力分布馬魁江，等：某型起落架結(jié)構(gòu)的軟件細(xì)節(jié)優(yōu)化11馬魁江，等：某型起落架結(jié)構(gòu)的軟件細(xì)節(jié)優(yōu)化11聲妬跚0裁紂劇盤皆翻籍輔卩H犢戸吐祐

9、盤橋如圖'所小、erved4修改耳片與原耳片模型的應(yīng)力分布比較圖4 工況2應(yīng)力分布t匕較第3況時(shí).耳片報(bào)大應(yīng)力為106 Pa,修改后的耳片最12四川兵工學(xué)報(bào)松改林的應(yīng)力分布松理后的皿力分布圖5 工況3應(yīng)力分布1匕較由圖3 5可以看出修改后的耳片最大應(yīng)力減少了 1/10左右，并且應(yīng)力分布明顯比原耳片更均勻，減小了應(yīng) 力集中，延長了耳片的壽命,為提高整個(gè)前起落架的壽命 提供了重耍的一環(huán).5耳片改進(jìn)設(shè)計(jì)中需要注意的問題在耳片的改進(jìn)設(shè)計(jì)中.需耍注意3個(gè)問題.1)優(yōu)化、改進(jìn)是一個(gè)不斷迭代的過程，代理模型一定耍準(zhǔn)確建立.Rdran的二次開發(fā)需耍與Ishl實(shí)現(xiàn)無縫連接.2) 修改減小了應(yīng)力集中具體對

10、疲勞壽命的提高程 度可以通過下一步的疲勞試驗(yàn)來進(jìn)行驗(yàn)證.3) 細(xì)節(jié)的1«久性設(shè)計(jì)在很大程度上是針對整個(gè)結(jié)構(gòu) 的一個(gè)細(xì)節(jié)，在設(shè)計(jì)、改進(jìn)的過程中，需要考慮改進(jìn)對整個(gè) 結(jié)構(gòu)的影響.6結(jié)束語從應(yīng)力云圖可以看出模些優(yōu)化結(jié)果符合要求因此 將CAD技術(shù)運(yùn)用到多學(xué)科優(yōu)化中切實(shí)可行.用VC+對 MSC. Praii進(jìn)行二次開發(fā)和建立代理模熨是整個(gè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化 中重耍的一環(huán).同時(shí)經(jīng)驗(yàn)公式也對結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)的優(yōu)化起到了 重要作用.參考文獻(xiàn)：| 1|航空航天工業(yè)部科學(xué)技術(shù)研究院.近代飛機(jī)耐久性設(shè) 計(jì)技術(shù)叫.成都：航空航天工業(yè)Mafyd»系統(tǒng)工程 出版社.1989.|2|陳水根.主超落架外筒疲勞耐久性及損傷容

11、限評估 D,西安:西北工業(yè)大學(xué)，2004.|3|李自勝，朱瑩，向中凡.基于CATIA軟件的二次開發(fā) 技術(shù)J.四川工業(yè)學(xué)院學(xué)報(bào),2(X)3,22( 1): 16- 18.|4|萬俊麟.基于虛擬試驗(yàn)技術(shù)的飛機(jī)足落架疲勞性能研 究I).南京:南京航空航天大學(xué)，2(X)6.| 5| Nie Hong, wu Funiin.of fatigue* crack initiationlife 1 tast'd on a ikv local stress/ strain analysis ap>r<ii(?hJ. Ada Aermautica et Astrmautica Sinica,

12、1988, 9(9): 424- 429.12四川兵工學(xué)報(bào)12四川兵工學(xué)報(bào)/:f P|W Psi/c/=(PfT P時(shí) P時(shí) Ps2(hP/3* Pl)J Psi©幾4/治 /W Pd(23)PublishiAll rights reserved.(上接第3頁)利用相關(guān)方法和模熨就可以計(jì)算激光武器各項(xiàng)能力數(shù) 值/<然后建左能力列向就垠后可以給出效能評估的齊項(xiàng) 品質(zhì)因數(shù).(T得注總的足如何計(jì)算武器系統(tǒng)的能力是效能 評估問題中的一個(gè)難點(diǎn)，這項(xiàng)匸作需要深入開展5結(jié)束語為了探討高能激光武器系統(tǒng)效能評估方法.本研究從一 般原理入丁，酋先介紹了武器系統(tǒng)效能的概念和般分析過 程對于系統(tǒng)效能評

13、估ADC模型物理概念清晰，以該模些 為基木框架討論了將其應(yīng)用于高能激光武器系統(tǒng)效能評估 的可行性.問題的關(guān)鍵是根據(jù)評佔(zhàn)U的選定介適的評佔(zhàn)要 素.激光武器系統(tǒng)的總體效能評估涉及的子系統(tǒng)復(fù)雜，扌R標(biāo) 和元素?cái)?shù)帚眾多因此要做好全面的效能評估是閑難的.木© 1994-2010 China Academic Journal Electronic研究從咒器系統(tǒng)發(fā)展考慮，忽略r部分評估耍素.主耍側(cè)幣: 于作戰(zhàn)效能模型的建也.建也了基本模熨，耍解決的關(guān)鍵技 術(shù)就足計(jì)算各種狀態(tài)條件下武器的作戰(zhàn)能力.參考文獻(xiàn)：(I康崇祿.國防系統(tǒng)分析方法M北京：國防工業(yè)出版 社.2()03.| 2|抵濤.王平均，張新民.地地導(dǎo)彈式器作戰(zhàn)效能評估方 法M.北京：國防工業(yè)出版社,2005.|3|高尚婁壽春.武器系統(tǒng)效能評定方法綜述| J|系