扁簧式起落架柔性变形的实时状态空间描述

根据无人机地面动力学分析对扁簧式起落架动力学模型的要求,提出了该起落架柔性变形的建模方法。首先,基于模态分析相关理论,通过调整刚度矩阵等效边界约束条件,获得扁簧式起落架的约束模态数据,并采用模态缩减简化模型;然后,采用模态坐标变换解耦振动微分方程,建立状态空间模型描述扁簧式起落架的动力学特性;最后,设计了静力学、动力学仿真测试以及扁簧落震实验对所建扁簧状态空间柔性模型进行验证。结果表明:静力条件下,状态空间模型与有限元软件静力分析结果仅有0.07%的误差,验证了柔性模型计算的准确性;另外,包含柔性状态空间模型的落震仿真模型的仿真步长为1ms,与落震实验结果的误差小于5%,满足飞行仿真的要求。实验显示,提出的柔性建模方法可为多体动力学刚柔混合模型中柔性模型的建立提供参考。

某型复合材料扁簧式起落架落震性能研究

针对扁簧式起落架落震过程具有非线性大变形的特点,结合模态叠加理论,基于LS-DYNA非线性动力学平台建立了复合材料扁簧式起落架落震过程的刚柔耦合模型,并采用显示积分法对落震模型进行求解,依据所建的落震试验平台,测试了扁簧落震的相关参数,并将试验结果与非线性动力学仿真分析结果进行了对比分析,结果表明,所建动力学仿真分析结果与落震试验结果趋势吻合,位移最大误差为6.5%,最大峰值加速度误差为10.6%,最大峰值过载误差为9.7%。

模态方法下的悬臂梁/类悬臂梁弹性构件的动力学建模

针对扁簧式起落架这一类悬臂梁弹性结构的弹性变形,提出了一种克服传统模态方法计算精度受限的模态旋转方法。首先,基于有限元理论中的小变形运动学分析推导出变形中旋转部分的表述方法。然后,总结了传统线性模态理论,提出了一种将旋转变形引入到模态坐标下动力学方程的方法,从而在结构动力学分析中引入旋转变形的影响,使模态方法适用于旋转变形较大的情况。最后,进行了扁簧式起落架静力学仿真及实验的对比验证。结果显示:在设计载荷100kg范围内,两种模态方法都能保证5%以内的计算精度;但在极限载荷180kg情况下,线性模态方法产生了超过35%的计算误差,而模态旋转方法仍能够保证10%以内的计算精度。仿真过程中两种模态方法的计算步长均为1ms。结果表明:与传统的模态方法相比,提出的模态旋转方法在相对旋转变形较大的情况下有更高的计算精度,同时保留了传统模态方法计算效率高的优点。