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内襟翼运动组织多体动力学仿真剖析
【摘 要】 本文在lms virtual.lab motion渠道上树立了飞机内襟翼运动组织多体运动学和动力学仿真剖析办法,经过仿真模型的剖析成果,意在阐明对飞机内襟翼等大型杂乱运动结构树立多体动力学仿真模型的流程及办法,为下一步进行大型杂乱运动组织运动学及动力学可靠性的剖析和谈论供给核算仿真模型的根据。
  【关键词】 襟翼运动组织 virtual.lab motion 多体禷ρ? 仿真剖析
  现代飞机为了添加升力进步机动性,减小大迎角下失速速度,进步低速飞翔时的升力,改进起飞和着陆功能,在机翼前、后缘上安置了增升设备。其间坐落机翼后缘的襟翼,经过传动设备绕其转轴作向后直线或圆弧曲线运动,以扩展机翼的面积和弯度,到达添加升力和操控阻力的意图。但因为襟翼运动办法较为杂乱,其表里襟翼的运动转轴不一样,一般cad软件无法精确的核算其传动联络,因而有必要使用动力学仿真软件创立三维空间动力学仿真模型,进行仿真剖析。
  1 内襟翼衔接联络和边界条件剖析
  因为内襟翼的结构杂乱性,需要在lms virtual.lab motion渠道大将cad模型进行转化,使得该模型包含多个part部分,以便重新装配这些部件并进行运动学及动力学仿真。这些部件分别为:滑轮架全体、滑轨和襟翼全体、滑轮架上下各4个滚轮以及旁边面沿滑轨移动方向各1个滚轮。一起,为了愈加合理的描绘内襟翼的边界条件,添加了螺旋作动器组织,该组织由丝杠和螺旋作动筒组成。在lms virtual.lab motion渠道上给定各个部件的衔接联络和边界条件:
  (1)机身与螺旋作动器组织1:螺旋作动器1经过一个滚动副(revolute joint)铰接在机身上。www.neyeg.com
  (2)螺旋作动器组织1与滑轨和襟翼的接头:将螺旋作动器组织1中的作动筒与滑轨和襟翼的接头选用一个滚动副(revolute joint)进行衔接。在螺旋作动器组织内部,作动器经过一个旋转副(revolute joint)与丝杠进行衔接;丝杠与作动筒之间的衔接选用滚动副(screw joint),这样,丝杠遭到一个铰链驱动使得作动筒向前运动,然后带动滑轨运动。
  (3)滑轨与滚轮:滑轨在运动进程中与滚轮发作触摸,针对不同的处理模型,滑轨与滚轮之间选用不同的触摸模型。
  (4)滚轮与滑轨架:8个滚轮与滑轨架各自经过一个滚动副(revolute joint)与滑轨架进行衔接。每个滚轮在遭到来自滑轨运动时发作的触摸力后能绕各自的滚动副发作滚动,滚轮的首要意图是为了确保滑轨的运动方向,滚轮之间的彼此间隔对滑轨的运动进程有必定影响,因而在模型中考虑滚轮距离的效果。
  (5)滑轨架与机身:滑轨架固定了机身上,滑轨架部件的界说中fix to ground设置为true。
  (6)滑轨与襟翼:滑轨与襟翼中心经过两个接头进行衔接,在全刚体模型中,滑轨与襟翼视为一个part,但处理进程中将滑轨与襟翼进行切割,首要为了便利对滑轨和襟翼物理模型进行不同办法的处理,滑轨与襟翼之间选用固接(bracket joint)。
  (7)机身与螺旋作动器组织2:好像螺旋作动器组织1,将螺旋作动器2经过一个滚动副(revolute joint)铰接在机身上。
  (8)螺旋作动器组织2与襟翼:将螺旋作动器组织2中的作动筒与滑轨选用一个滚动副(revolute joint)进行衔接,螺旋作动器组织2的作业原理如组织1,经过丝杆运动驱动襟翼运动。
  (9)襟翼与机身:襟翼经过一个滚动副(revolute joint)铰接在机身上,飞机在飞翔进程中,因为遭到气流等时变要素的影响,使得飞机襟翼方位也会随时刻发作改变,因而滚动副的方位在模仿进程中应该随时刻发作改变。
  2 仿真算例
  在模仿进程中,整个襟翼运动组织的运动由丝杠的运动进行驱动。模型中的驱动设置选用joint position driver对丝杠与螺旋作动器之间的滚动副施加驱动力,设置为匀速滚动,转速800转/分钟,作动筒行进0.9mm /每转。图1给出了内襟翼运动组织的部件以及衔接联络。
  3 仿真成果及剖析
  经过使用lms virtual.lab motion软件树立了考虑滑轨和滚轮之间刚性触摸的内襟翼运动组织运动学和动力学剖析模型。此模型中滑轨架上下8个滚轮和滑轨之间存在刚性触摸力,模型中选用cad触摸进行处理。因为cad触摸模型中将几许模型区分成了网格状,求解进程将引进近似解,几许参数的设置势必会影响核算的时刻和精度。为了进步核算精度和节约核算时刻,在该模型中,滚轮

滑轨的几许参数中输入挑选相同的参数值。
  在virtual.lab motion中,根据设置的初始条件、约束条件、驱动和摩擦力(矩)等,经过设置衬套力等参数设置,能够进行襟翼运动组织的动力学仿真,得到内襟翼运动组织的运动轨道(图2),以及丝杠的驱动力矩,滚轮和滑轨之间的触摸力等随时刻的改变曲线(图3、图4)。给出的成果能开始剖析襟翼的运动规则,包含结构在运动进程中载荷改变联络,以及各部件的运动位移、速度以及加速度的巨细和方向等。
  从这些联络能够看出,只是研讨各构件刚性运动之间的彼此效果及其对体系动力学行为的影响,该襟翼组织的运动和载荷改变规则就现已十分杂乱。经过更具体的部件细化,树立各运动部件的仿真剖析模型能够给出运动组织的大致运动规则,为襟缝翼操控体系的运动组织剖析供给了参阅。要阐明的是,模型设置参数有些是依照经历取值,需经实测数据校对,并作进一步的细化剖析,但仿真中得到的一些趋势性的成果仍可作为后续作业的参阅。
  4 结语
  本文在lms virtual.lab motion渠道上树立了飞机内襟翼运动组织多体运动学和动力学仿真剖析办法,结合襟翼运动组织的刚柔耦合特色,谈论了使用lms virtual.lab motion软件对飞机内襟翼等大型杂乱运动结构树立多体动力学仿真模型的流程及办法,为进一步研讨更契合工程实践的组织运动学和动力学仿真模型供给了根据。
  参阅文献:
  [1]万晓峰,刘岚.lms virtual.lab motion入门与进步.西安:西北工业大学出版社,2010.
  [2]lms international, lms virtual. lab online help.
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  •  更新时刻:2014-08-31 10:52:13  作者:佚名 [标签: 内襟 运动 组织 动力学 仿真剖析 ]
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