舰载机前起落架缓冲性能参数敏感性研究

为了同时满足缓冲和突伸性能,舰载机前起落架常采用双腔缓冲器设计。以某型机前起落架为研究对象,建立前起落架缓冲性能分析动力学模型,并将仿真计算结果与试验结果进行验证对比,验证理论模型的有效性和正确性。对缓冲器高、低压腔初始压力以及体积占比进行参数敏感性分析。结果表明,高、低压腔初始充填压力和体积占比对起落架缓冲性能的影响有别于它们对突伸性能的影响,所以对舰载机前起落架缓冲器的设计需不断优化,同时兼顾缓冲和突伸性能。

无传动间隙的3K行星齿轮减速器设计

3K行星齿轮减速器的啮合齿轮副存在齿侧间隙,使得传动链中引入了传动间隙,导致传动精度降低以及换向冲击。为消除3K行星齿轮减速器的传动间隙,利用3K行星齿轮传动中行星架不参与力矩传递的特性,提出了一种柔性行星架以消除传动间隙,并通过仿真分析验证了所提消隙机构的有效性。通过配齿及效率优化实现了高效的正向和反向传动。研制样机并进行了传动精度、滞回特性、正弦响应误差、正向传动效率、反向传动效率以及反向启动扭矩测试,结果验证了所提柔性行星架对消除3K行星齿轮减速器传动间隙、提高传动精度和传动效率以及提高反向传动性能的有效性。

舰载机异常着舰阻拦装置工作特性仿真

为了探索液压缓冲式阻拦装置在舰载机异常着舰情况下的工作特性,采用机理建模法建立飞机着舰阻拦动力学模型,以及包括阻拦机、凸轮阀、缓冲系统与钢索系统在内的阻拦装置全系统模型,并基于实装运行数据对模型精度进行校验,在此基础上开展舰载机超速、超重或凸轮阀驱动钢索松弛等异常着舰阻拦仿真;结果表明,超重或超速着舰将导致阻拦装置超负荷运转,并威胁舰载机的安全着舰;凸轮阀驱动钢索松弛会使凸轮阀动作时机延迟、阻拦初期主液压缸压力与阻拦力偏小,甚至导致阻拦机主液压缸柱塞与缸筒发生刚性撞击;研究成果揭示了舰载机阻拦装置在典型异常工况下的运行规律,具有一定的理论意义与工程应用价值。

考虑航母纵摇的舰载机弹射起飞安全性分析

在弹射起飞的过程中,舰载机的起飞的安全性与多种因素有直接的关系,如剩余甲板长度,前起落架的突伸能力,弹射的冲程等。为了研究多种因素对舰载机弹射起飞的影响,建立了考虑航母纵摇的舰载机弹射起飞动力学模型,分析计算了不同因素对舰载机离舰下沉量的影响,并论述了其运动学成因。研究结果表明:①弹射冲程增大,离舰末速度增大,下沉量减小,反之亦然;②在弹射滑跑转自由滑跑时,前起落架的突伸能力越好,迎角的增量越大,离舰后的下沉量越小,反之亦然;③剩余甲板的长度越长,舰载机离舰的速度和离舰迎角越大,下沉量越小,反之亦然。

舰载机起落架落震性能动力学仿真分析

考虑航空母舰运动对于舰载机起落架着舰的影响,建立了舰载机起落架着舰时的动力学分析简化模型。给出了基于该分析模型的运动微分方程及相关参数的表达式,并采用龙格库塔算法对舰载机起落架垂直撞击舰面这一过程的动态响应进行了数值仿真,给出了机身受载时间历程曲线等,通过着陆与着舰仿真结果的对比,阐释了航空母舰运动对舰载机起落架着舰的影响和航空母舰的运动参数对舰载机起落架着舰冲击力的影响。

舰载机前起落架突伸性能试验研究

现代航母舰载机多使用弹射起飞方式,在弹射起飞行程末端,前起落架突伸是一种增加舰载机离舰迎角,提高飞行安全的重要技术手段。设计了一种适用于弹射起飞舰载机起落架突伸性能测试试验方案,搭建了试验系统,并对某型飞机前起落架突伸性能进行了试验验证,对起落架突伸过程进行了分析。通过改变试验初始条件,分析了影响起落架突伸性能的因素,并给出了定量描述。建立了双气腔油气式起落架动力学模型,对某型飞机起落架典型工况突伸性能进行数值模拟,将数值计算结果与试验测试结果进行对比。利用动力学模型对起落架缓冲性能进行计算校核,给出了不同初始条件下起落架缓冲性能变化趋势和数量。结果表明,对于双气腔油气式起落架,起落架突伸性能提升往往会导致起落架缓冲系统效率降低和最大着舰载荷增大。在弹射式舰载机起落架设计时,必须综合考虑突伸性能和缓冲性能。

矿用减速器行星架的有限元分析

应用有限元分析软件ANSYS,通过粘接命令将行星减速器中的侧板可拆卸式行星架组件看成一个整体,对其进行结构静力分析,获得了行星架组件的变形及应力分布。为行星架的优化设计提供了重要的依据。

航空母舰液压拦阻系统拦阻力建模与仿真

以国内外普遍使用的某型航空母舰液压拦阻系统为研究对象,从其组成和工作原理出发.针对产生拦阻力的主要元器件,根据液压系统的传动基本理论建立了液压拦阻系统的拦阻器系统和滑轮缓冲系统的数学模型.利用该模型结合舰载机着舰动力学模型和拦阻索动力学模型进行了拦阻动力学的数值仿真,对比了仿真值与试验值的区别,分析计算了某型舰载机以不同重量、速度着舰的拦阻动力学过程.验证了滑轮缓冲系统能有效减缓拦阻索张力,且通过改变控制阀口通油面积可以实现不同质量飞机在基本相同的距离上实现安全拦阻,说明模型的合理性.

兆瓦级风电机组行星架设计及有限元分析

以某兆瓦级风电机组主齿轮箱为研究对象,设计了齿轮箱的行星传动机构.通过三维建模软件建立行星架的计算模型,利用有限元方法对行星架的应力、位移及疲劳寿命等进行分析计算,得到其最大位移及最大应力的大小和发生位置,最大位移发生在行星架右壁轴孔边缘处,最大应力发生在右壁与轴承结合处。对行星架疲劳寿命的分析表明其在额定载荷下可以承受无限多次循环而不破坏。结果为某兆瓦级风电机组行星架及齿轮传动的设计提供了理论依据。

前起落架突伸对舰载机起飞特性的影响

研究了前起落架突伸的实现模式和突伸对舰载机起飞特性的影响。分别对四种突伸模式及突伸机构设计参数的作用进行了比较分析。结果表明，前起落架突伸对于减少舰载机离舰后的下沉和缩短飞机起飞滑跑距离有明显的作用。

基于COSMOSWorks的行星齿轮架强度分析

利用SolidWorks集成的有限元分析软件COSMOSWorks,可以快速,准确地对三维模型的零件进行有限元分析。利用COSMOSWorks对行星齿轮架进行强度分析,及时发现设计缺陷并进行改进,提高了设计效率。

MK7-3型阻拦装置定长冲跑控制阀结构特点及控制规律

定长冲跑控制阀是大型航空母舰拦阻索装置的核心部件。本文以美国MK7-3型阻拦索装置为例,分析了其结构组成特点,研究了阻拦力的基本控制原理,并讨论了飞机重量设置不准确时对阻拦力过载的影响。结果表明,重量设置偏小和偏大都可能产生大过载造成飞机损伤或者人员伤亡,甚至导致阻拦作业失败。

舰载机蒸汽弹射动力学仿真分析

阐明了蒸汽弹射装置应用的必要性。在综合考虑热力学模型、牵引释放装置数学模型、舰载机动力学模型以及起落架突伸等因素的基础上,提出了舰载机蒸汽弹射动力学仿真分析模型。以C-13型弹射器和某型飞机为例进行了仿真分析,并与相关实验数据进行对比分析,其分析结果可为舰载机蒸汽弹射系统设计以及试验验证提供有益参考。

2MW风力发电机关键零部件有限元分析

有限元就是用具有一定大小的单元对原来连续的物体力学模型进行离散。这些单元仅在为数不多的节点上相连接,然后将等效力代替实际作用于单元的外力并施加在节点上。为每个单元选择一个能够表示单元位移分布规律的形函数,根据弹性力学理论中的变分原理建立单元节点力和位移之间的方程。最后把这种所有的单元联立起来组成方程组(以节点位移为未知量),最后解这些方程组。对风力发电机的增速箱中行星架和输出齿轮轴进行了有限元分析,将建立的限元模型的部件进行静态强度分析,得出行星架、齿轮轴轴在载荷下的应力分布规律和位移分布规律。利用有限元动力学分析理论,对齿轮轴进行模态分析,确定各部件的固有频率、相应振型和承受动态载荷结构设计中的重要参数。在最后,通过有限元分析软件ANSYS的优化功能,对行星架进行拓扑优化,为行星架的进一步优化设计提供了依据。

基于CFD的GTF发动机风扇驱动齿轮箱行星齿轮风阻损失分析

建立GTF(齿轮驱动风扇)发动机风扇驱动齿轮箱内部流体几何模型,采用RNGk-ε湍流模型和MRF模型进行数值模拟,研究风扇驱动齿轮箱人字齿行星齿轮齿面、端面和内孔特征面的风阻损失,并与Anderson齿轮风阻损失经验公式的计算结果进行对比,分析行星架腔体的直径和长度对湍流能、湍流黏度和人字齿行星齿轮各特征面风阻损失的影响。研究结果表明:行星齿轮风阻损失仿真结果与经验公式结果相差较小。风扇驱动齿轮箱人字齿行星齿轮具有较大的风阻损失,齿面风阻损失占总风阻损失的69.7%。减小行星架腔体直径和长度对行星架内部流体的湍流分布产生一定的影响,并随着行星架腔体直径和长度的减小,湍流较大的区域面积减小。减小风扇驱动齿轮箱行星架腔体长度和直径可抑制人字齿行星齿轮各特征面风阻。减小行星架腔体直径和长度可导致单个人字齿行星齿轮风阻损失分别降低276 W和165 W。

齿轮传动系统行星架模态仿真及其振动实验测试研究

齿轮传动系统行星架振动特性对保证整个系统的安全运行具有重要作用。针对四级减速系统的行星架展开了动力学分析。在建立模态叠加模型的基础上,对行星架模态进行了建模分析,以及加速度振动信号实验测定。研究结果得到:前六阶模态的固有频率及相对应振型看出行星架主要表现为局部结构的振动与扭转,随着模态阶数的增高振型越明显。行星架的前六阶固有频率介于(625～1339)Hz之间,行星架最低固有频率大于最高啮合频率,避免了齿轮箱在运行时与行星架之间共振现象的发生。加速度振动信号经MED分解后的前二阶IMF分量进行切片双谱的分析得到模态混叠现象减少,信号成分较简单,这说明通过实验验证该传动系统行星架设计是合理的。

简析阻拦索装置定长冲跑控制阀

以美国MK7-3型阻拦索装置为例,从结构组成出发,分析了它的基本控制原理,讨论了其在使用当中容易出现的故障,并分析了其故障产生的原因。结果表明：重量设置不准、阀芯不能正常关闭和密封件出现渗漏是最典型的3种常见故障,其中重量设置不准导致的后果最为严重,很有可能造成阻拦作业失败。

舰载机弹射起飞及拦阻着舰动力学问题

弹射起飞和拦阻着舰是舰载机的特殊动力学问题,弹射起飞过程中的起飞离舰姿态、安全离舰速度及离舰上升航迹;着舰过程中的下滑航迹标定及保持、啮合速度及拦阻滑跑;逃逸复飞能力等是舰载机起落性能的主要评定指标。这些指标与航空母舰的大气扰动、航空母舰的纵倾、横摇和升沉运动的影响密切有关。本文在探讨舰载机起落性能研究方法的基础上,进行了示例仿真研究,其计算结果与能取得的示例飞机的某些结果是一致的。

液压阻拦机定长冲跑控制规律优化研究

为研究阻拦机定长冲跑控制规律,对美国MK7-3型液压阻拦机进行了动力学建模,分析了舰载机安全阻拦着舰的性能指标及相关约束条件,提出最优加速度曲线,引入Hicks-Henne形状函数和遗传算法,对控制阀通流面积曲线进行了优化.讨论了飞机重量、进场速度和发动机推力对重量选择参数的影响和相应的修正方法,与原型机的对比显示优化后的控制规律更有利于安全着舰,提高了阻拦机的适用性.

舰载机前起落架突伸的动力学分析

研究了舰载机前起落架的突伸运动。针对这个问题，文中建立了一个两自由度的质量－弹簧－阻尼器的力学模型，推导出突伸运动方程以及两种不同形式的双气室缓冲器的非线性气体弹簧力和油液阻尼力的计算公式，并通过对已有试验结果的验算说明了本模型的可行性。利用该模型，用数值方法分析、校核了某舰载机的初步设计方案，计算得到了前起落架突伸运动的位移、速度曲线，并给出突伸期间飞机在甲板上的滑行距离和攻角的增量。文中还讨论了油液阻尼对提高突伸速度和避免机轮二次撞击甲板的影响，指出了协调、优化舰载机突伸性能和着舰性能的途径。本文的工作对舰载机突伸机构的设计具有参考价值。