【正文】 （214）?)(0VPa瞬時氣體體積等于初始體積減去氣體變化量 ，則SA （215）?)(0aa??則空氣彈簧力為 (216)?)(0SAVPFaa南京航空航天大學(xué)碩士學(xué)位論文9上述的推導(dǎo)過程沒考慮油液的可壓縮性，若考慮油液的可壓縮性 [26]，則空氣和液壓油的狀態(tài)方程分別表示如下 空氣 (217)?/10)(aPV?油液 (218)]/[00βoilil ?下標“0”表示初始值。緩沖支柱的瞬時油氣體積可以表示如下 (219)SAVVaoiloil??0則 (220)aoilil?00由（218）和（220）得 (221)SAVPVaaoil??0)(0β由（217）得 (222)?)(0a由（221）和（222）得 (223)??????????SAVPPaaoila 00)(β或者 (224)??????????SVAPVaaoila 0001)(β如果我們現(xiàn)在定義如下一些量， ， Pa?0AVoil?0β Ba0那么方程(224)可以寫成 （225）?????????BSPA1)(大型客機起落架緩沖系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計技術(shù)研究10對時間求微分，可以寫成 （226）][]1)([SBPAPA?? ?????或者 （227）]1)([SγB?? 內(nèi)部摩擦力僅考慮支撐處的摩擦力 （228）)(luf NSF????對內(nèi)筒進行力矩平衡分析（如圖 ） ，可得 （229）)(SLulu?? （230）)1(?NulSl因此內(nèi)部摩擦力為 （231）????????luluSf SLF??)(?若 ，可簡化為lu?? ????????1)(2SNSullf?其中 （232）Φcos)(sin)( mmVS XDZFgN????其中 ，代入（232）得ta)ΦicossinMMmX?????Φ （233）sinsii gZVS ????南京航空航天大學(xué)碩士學(xué)位論文11 輪胎受力分析對于輪胎的受力分析考慮輪胎的垂直反力 和與路面間的摩擦力 D。垂直反力為VF （234）mVZNCK?????式中： ——輪胎數(shù)量；N ——輪胎垂直變形系數(shù)；?K ——輪胎垂直阻尼系數(shù)。C輪胎與地面間的摩擦力為 （235）gVFD??為輪胎與路面間的摩擦系數(shù)，與以下參數(shù)有關(guān)：滑行速度 ，輪胎充氣壓力 ，輪g? fVtirP胎胎面膠厚度 ，輪胎外直徑 ，輪胎寬度 w，輪胎垂直載荷 Z，跑道宏觀表面深度 ，trdtr txd跑道表面覆水深度 h，跑道表面覆水密度 。 [27]由以上參數(shù)決定的摩擦系數(shù)為s? （236）),( stxtrtirfg hdDPVF??? 令 ，)(1g??， ， ， ，/2trtxDd)/(3trtd)/(4trh?wtr2/)(5???， 。其中 d 為輪輞的直徑， 定義(6trtriwPZ27ZDVtrfs?? dDtr2/)(?為輪胎的高寬比。 （237）???????? ????????)()()( )//2/)()()( 76543 2a trfstrtrtr tttrttxagCZVwPdh???式中 α、κ、ζ、ε、ξ、η 和常數(shù) 通過試驗數(shù)據(jù)獲得。aC 運動微分方程彈性支撐質(zhì)量和非彈性支撐質(zhì)量在垂直方向上的運動微分方程分別為 （238）MSS ZgLNF?????Φsinco （239）mVF大型客機起落架緩沖系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計技術(shù)研究12聯(lián)立公式（238）和（239）得 （240）gMmLZmFMV )(????緩沖器開始壓縮之前， ，公式（240）可寫成ZM? （241）)1()()( ??LV K?其中 （242）gmLK)(?由（234）和（241）得 （243）0)1()()( ????mLZNCKMZm?? ??假設(shè)在時刻 緩沖器開始壓縮，此時 ，公式（238）可寫成rt fraSF?0 （244）MgNFZLfraor ???)(Φsinc)(?式中： ，為初始壓力；aaAPF0 為時刻 的靜摩擦力。frrt在時刻 ， ，公式（231）可以寫成rt?S （245）?KNFSfr?其中 luluLK???)(假設(shè)緩沖支柱為剛體，則緩沖器開始壓縮之前非彈性支撐質(zhì)量在水平方向上沒有位移，即 ，則（232）式可寫成0?mX （246）Φcossin)(DZmFgNVSr ????將（241） 、 （245）和（246）代入（244 ）得 （247）)csi( )sin(])[Φcosin(0 ??????????KMKgKFZLar?緩沖器開始壓縮后彈性支撐質(zhì)量的運動微分方程表示為南京航空航天大學(xué)碩士學(xué)位論文13 （248）0Φsin)( co})()(2{023??????????LluluS aandhMNgmKSLNSAVPACZ???????非彈性支撐質(zhì)量的運動微分方程表示為 （249）0Φsincos})( )(2{023???????????v luluS aandhmNgFSLAVPACZ??????? 本章小結(jié)本章在起落架傳統(tǒng)落震二質(zhì)量動力學(xué)模型的基礎(chǔ)上，考慮了油液不可壓和可壓兩種情況，并分別推導(dǎo)了空氣彈簧力的計算公式。與傳統(tǒng)輪胎水平摩擦系數(shù)由經(jīng)驗數(shù)據(jù)給定不同，給出了一種由飛機運動學(xué)參數(shù)、輪胎幾何參數(shù)和跑道物理參數(shù)等共同確定摩擦系數(shù)的經(jīng)驗公式。大型客機起落架緩沖系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計技術(shù)研究14第三章 基于 ADAMS/Aircraft 起落架落震動力學(xué)仿真ADAMS/Aircraft 模塊是 ADAMS 軟件的一個擴展模塊，是 MSC 公司在 ADAMS 軟件的三個基本模塊 ADAMS/View、ADAMS/Solver 和 ADAMS/PostProcessor 的基礎(chǔ)上開發(fā)的專用于飛機動態(tài)性能分析的模塊，可以創(chuàng)建、裝配和分析懸架系統(tǒng)、起落架系統(tǒng)和全機模型。利用該模塊可以十分方便的創(chuàng)建和修改飛機起落架系統(tǒng)的設(shè)計，既可以對其單獨進行分析，也可以作為全機的一部分來進行分析，從而可以得到起落架系統(tǒng)和全機的靜態(tài)、動態(tài)和動力學(xué)響應(yīng)結(jié)果。ADAMS/Aircraft 可以在各種測試條件下建立起落架系統(tǒng)和全機系統(tǒng)的虛擬樣機模型，然后像分析和測試物理樣機那樣分析虛擬樣機，從而得到需要的結(jié)果。圖 展示了數(shù)字化虛擬飛機的組件原理，它本質(zhì)上就是一個物理飛機的虛擬版本。與實際的物理飛機相似，數(shù)字化虛擬飛機也是由許多獨一無二的子系統(tǒng)裝配起來的。ADAMS/Aircraft 允許研究者采用不同精度對子系統(tǒng)和組件進行建模。例如研究者可以通過柔性結(jié)構(gòu)、數(shù)字化飛行控制系統(tǒng)、液壓環(huán)流等來增加所建模型的精確度。研究者可以將所建的數(shù)字化虛擬飛機用來做一系列的試驗：包括動力學(xué)測試與仿真、耐久性測試與仿真和振動測試與仿真等。 200。171。187。198。240。194。228。188。220。162。182。175。187。187。201。237。 187。212。216。/208。175。206。239。180。243。198。248。201。208。212。177。178。217。221。197。220。181。192。202。212。209。233。204。168。/179。161。 179。203。191。205。187。245。206。239。211。205。207。228。206。228。198。247。199。176。198。240。186。205。214。247。198。240。194。214。204。165。201。178。179。181。170。205。228。188。242。181。165。/184。180。212。211。214。225。179。208。/195。220。226。194。221。208。253。189。176。/209。185。203。245。187。/206。214。212。246。185。214。225。187。201。237。191。213。198。248。182。175。193。166。191。216。214。178。217。221。195。230。249。178。213。 202。212。209。233。201。232。188。198。181。231。211。196。205。190。195。208。212。200。225。208。212。213。241。182。175。210。186。209。185。182。175。193。166。209。167。191。216。214。198。圖 3. 1 數(shù)字化虛擬飛機組件原理示意圖與實際的飛機一樣，研究者應(yīng)當從組件開始進行研究而不是直接進行全機的研究。首先應(yīng)當測試和驗證各個組件（例如油液緩沖器或者輪胎）作為獨立系統(tǒng)的性能。然后使用這些組件南京航空航天大學(xué)碩士學(xué)位論文15來組建一個子系統(tǒng)（例如起落架） ，并對這個子系統(tǒng)的性能進行測試和驗證。進而通過這些驗證了的子系統(tǒng)裝配出全機模型，用于和實際飛機試驗相對應(yīng)的數(shù)字化飛機的虛擬試驗。與實際飛機試驗相比，數(shù)字化飛機的虛擬試驗花費少而且可以在計算機上重復(fù)多次的分析和試驗。研究者可以便捷地修改幾何形狀、慣性、柔性體、油液屬性和輪胎等來進行嘗試研究，并用數(shù)字化虛擬起落架和飛機來評估這些修改的效果。本章主要是基于 ADAMS/Aircraft 建立某型飛機主起落架的數(shù)字化虛擬樣機，并進行虛擬落震試驗，對所建立的數(shù)字化虛擬起落架進行測試和驗證。圖 闡釋了基于ADAMS/Aircraft 建立飛機起落架數(shù)字化虛擬樣機的工作流程，從圖中可以看出，本章進行的數(shù)字化虛擬起落架的虛擬落震試驗需要兩個基本的子系統(tǒng)：起落架子系統(tǒng)和輪胎子系統(tǒng)。起落架子系統(tǒng)和輪胎子系統(tǒng)分別由起落架模板和輪胎子模板建立，與 ADAMS/Aircraft 環(huán)境中的起落架動力學(xué)分析試驗臺（_MDI_LG_DYN_TESTRIG）裝配后就可以進行虛擬落震試驗。圖 3. 2 數(shù)字化虛擬起落架的建造流程 起落架落震試驗起落架落震試驗是模擬飛機著陸撞擊的一種動力特性試驗。為了使飛機在著陸撞擊過程中結(jié)構(gòu)元件不超載，起落架必須有效地吸收著陸撞擊產(chǎn)生的能量，落震試驗就是要驗證起落架緩沖系統(tǒng)在滿足吸收設(shè)計功量的同時，起落架過載，支柱、輪胎使用行程是否滿足設(shè)計要求，結(jié)構(gòu)是否達到預(yù)期的強度和剛度。 [28]對于民機而言，試驗內(nèi)容根據(jù)設(shè)計要求與 CCAR25 的規(guī)定大型客機起落架緩沖系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計技術(shù)研究16內(nèi)容進行，包括：限制落震試驗和儲備功落震試驗，即使用功和最大功落震試驗。在設(shè)計階段，起落架落震試驗用于驗證緩沖系統(tǒng)吸收設(shè)計著陸功量和功量儲備能力。落震試驗中有兩個參數(shù)要重點注意：投放高度和有效投放重量。落震試驗投放高度 H 指機輪下緣到模擬平臺表面的距離，根據(jù)規(guī)范規(guī)定的下沉速度值進行計算 (31))2/(gVHz?式中： ——起落架接地下沉速度，m/s ；zV g ——重力加速度，m/s 2 。落震試驗中的有效投放重量指吊籃、夾具、起落架、配重及其附加重量集合的總落體重量。如果以有仿升力落震，并且仿升力值等于設(shè)計規(guī)定的升力值，則投放重量 為tM (32)dltM?式中， 為起落架當量重量，主起落架的當量重量為dlM (33)2/zlmdl前起落架的當量重量為 (34)baHzlndl???如果以無仿升力落震，投放重量推導(dǎo)如下：飛機著陸時起落架需要吸收的能量包括動能和勢能 (35))(2/LgMyVdlczdl ?落震試驗中起落架需要吸收的能量只有重力勢能 (36))(ctH?要求 (37))()(2/ ctdlcz