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飛機起落架系統(tǒng)是飛機的一個至關重要的組成部分，在飛機著陸及地面滑跑過程中起著舉足輕重的作用。起落架系統(tǒng)作為飛機總體設計的一個重要環(huán)節(jié)，在飛機主體和機輪剎車系統(tǒng)兩者之間起著橋梁作用。在著陸及滑跑過程中，飛機主體通過起落架對剎車系統(tǒng)的剎車及防滑性能施加影響。與此同時，機輪剎車防滑系統(tǒng)又反過來通過起落架給飛機主體施加動態(tài)的作用力，不斷改變飛機的運動狀態(tài)。從飛機的安全角度來講，剎車系統(tǒng)各部件的強度分析就顯得尤其重要。
ANSYS軟件是融結構、流體、電場、磁場、聲場分析于一體，以有限元分析的大型通用CAE軟件。運用ANSYS提供的參數(shù)化設計語言APDL，通過結構設計的調整，能夠完成“設計一分析一修改設計一再分析一再修改”循環(huán)功能，進行優(yōu)化設計，這樣可以較大程度減少修改和重新分析的時間，極大地減輕了設計人員的勞動強度，同時也縮短了研發(fā)周期。APDL擴展了傳統(tǒng)有限元分析范圍之外的能力，并擴充了更高級運算，包括靈敏度研究、零件參數(shù)化建模、設計修改及優(yōu)化設計。本研究利用ANSYS中的APDL(參數(shù)化設計語言)建立前搖臂的有限元模型并進行強度分析，得出應力分布規(guī)律，并基于優(yōu)化理論合理設置參數(shù)，提出合理的模型，為前搖臂的設計提供理論依據(jù)。
起落架剎車系統(tǒng)主要由上剎車拉桿、前搖臂、下剎車拉桿、后搖臂和萬向接頭等組成，如圖所示。根據(jù)整個起落架的工作狀況及工作載荷的特點和特性，對起落架進行受力和傳力分析。
圖給出了前搖臂和部分附加構件之間的約束設置關系，為了能更好地模擬實際情況，3個銷子和前搖臂之間、搖臂和車軸之間、車軸和銷子之間全部采取接觸對來模擬，總共設置了7個接觸對，采用接觸單元targe170和contact 74設置接觸對約束模擬銷子和搖臂的相互作用。通過這些接觸對，將銷子、前搖臂和車軸聯(lián)系成一個整體，并且通過設置解除對的關鍵字選項使得每一個接觸對都處于良好的初始接觸狀態(tài)，以保證計算能夠順利進行。
設計給出了多種載荷工況，其中最危險的為偏航著陸的情況，本研究對這種工況下的受力情況進行計算和分析。從圖中可以看出，外載荷對起落架的作用轉為車軸承受的彎矩、剪力等向車架傳去，再通過活塞桿傳給機身。剎車時，車軸雖然有一段緩沖的轉動時間。前搖臂也跟隨其轉動，兩者之間是相對靜的。起飛是在加載時，在上下拉桿的銷子上施加力的作用，加載約束如圖所示，上拉桿受力為812.60kN，下拉桿受力為424.77kN，車軸通過搖臂的中間孔，兩端固支。
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