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某外掛物通過前、中、后3個(gè)吊掛與飛機(jī)的導(dǎo)軌相連，由于在飛機(jī)機(jī)動(dòng)飛行、起飛與降落狀態(tài)下，外掛物本體受到較大過載和氣動(dòng)力作用，吊掛的受力較為復(fù)雜。若實(shí)際載荷過大，有可能造成吊掛本身或者吊掛與本體連接局部應(yīng)力偏高而導(dǎo)致破壞。為保證設(shè)計(jì)安全，首先在MSC Adams軟件中建立外掛物本體通過吊掛與飛機(jī)導(dǎo)軌相連的動(dòng)力學(xué)仿真計(jì)算模型，在外掛物本體上施加慣性載荷、直接力和力矩，計(jì)算出吊掛與發(fā)射導(dǎo)軌接觸面之間的作用力，再在MSC Patran/Nastran軟件中建立吊掛及本體局部的有限元模型，通過在吊掛與導(dǎo)軌的接觸面上施加載荷、在本體上施加約束來進(jìn)行強(qiáng)度分析。
這里的動(dòng)力學(xué)模型是指在CAD軟件中建立的三維可視化模型，并對組成模型的各個(gè)部件作了質(zhì)量和轉(zhuǎn)動(dòng)慣量分配，同時(shí)通過MSC Adams定義各部件的約束和受載條件，模型包括30個(gè)剛體，12個(gè)約束固定副，5個(gè)GFORCE力，8個(gè)VFORCE力，一個(gè)重力，14對碰撞力等。模型中的坐標(biāo)系定義如下：坐標(biāo)原點(diǎn)指外掛物前端頂點(diǎn)，x軸，沿外掛物軸線方向，指向外掛物前方為正，Y軸，順航向看，向右為正，z軸，位于外掛物對稱平面內(nèi)，向下為正。模型中的5個(gè)GFORCE力與8個(gè)VFORCE力是指不同工況條件下外掛物各個(gè)部件質(zhì)心處所受的力或力矩。由于設(shè)計(jì)輸入所提供的外掛物在各工況下的過載和氣動(dòng)力均為常值而非隨時(shí)間變化的數(shù)據(jù)，因此對模型的加載作如下處理：在一定的時(shí)間范圍內(nèi)從0逐漸加載到最大，然后保持最大值不變。所示為某工況下一慣性力的加載曲線，包括X和Y兩個(gè)方向的曲線，吊掛的各個(gè)接觸面與導(dǎo)軌之間的約束使用Contact實(shí)現(xiàn)，為了便于分清仿真結(jié)果中各吊掛各個(gè)面受力的大小，對各吊掛的每個(gè)與導(dǎo)軌之間的接觸面做了編號(hào)，圖所示為中、后吊掛的編號(hào)。
仿真解算的前0.2s是靜平衡仿真，0.2s后工況載荷才往外掛物上添加，仿真時(shí)間為0.5s，總步長為2500步。根據(jù)給定工況，計(jì)算出吊掛的各個(gè)面與滑軌之間的碰撞力，并將其分解為X，Y，Z，3個(gè)方向。由于前吊掛受到X向的銷釘固定，同時(shí)它與導(dǎo)軌的配合間隙遠(yuǎn)大于中吊掛和后吊掛，因此外掛物幾乎所有的X向載荷都由前吊掛承擔(dān)，而其他方向的載荷主要由中、后吊掛承受，某工況條件下吊掛各個(gè)接觸面的載荷計(jì)算結(jié)果。
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