回收系统伞舱门开启装置失效仿真分析

摘要：针对某型回收系统伞舱门开启装置在试验过程中的失效问题，对其进行优化改进设计，确保回收系统正常工作.通过分析试验录像，对伞舱门开启装置的失效原因进行预判，用Adams对伞舱门的开启过程进行多刚体动力学仿真分析，为运用MSC Nastran进行强度分析提供数据支撑，在保证强度和功能的基础上提出伞舱门开启装置的优化改进建议.

关键词：伞舱门开启装置； 失效； 仿真； 优化

中图分类号：V445.2文献标志码：B

0引言

某型回收系统是A飞机的关键子系统，回收系统的工作状态直接影响A飞机的正常回收.在一次模拟试验过程中，回收系统伞舱门开启装置的支座发生失效破坏，由于目前试验数据的采集方式有限，进行仿真分析的很多关键参数无法获取，因此通过对伞舱门理论开启过程和试验录像的反复分析与对比研究，对破坏失效的原因进行预判，然后运用Adams与MSC Nastran联合求解的方式重现回收系统伞舱门开启装置发生失效破坏的过程，并在保证强度和功能的基础上提出改进建议.

1失效原因预判

通过对伞舱门理论开启过程和试验录像的反复分析与对比研究，对破坏失效的原因作出预判.

1.1伞舱门理论开启过程分析

对伞舱门开启机构三维电子样机[1]进行结构分析和运动驱动，伞舱门理论开启过程见图1.

1.3伞舱门试验失效原因分析

通过对伞舱门理论开启过程与试验时开启过程的对比分析可知，伞舱门支座发生失效的主要原因是：作动筒的推杆达到最大行程时，伞舱门由于惯性作用还要继续运动，此时伞舱门有一个明显的“刹车”过程，在这个“刹车”过程中，伞舱门会产生很大的惯性载荷，这个载荷是导致支座发生失效的主要原因.

2基于Adams与MSC Nastran的联合求解仿真分析由于试验采用的是动态冲击试验，目前试验数据的采集方式有限，进行结构强度仿真分析的很多关键参数无法获取，因此先对伞舱门开启过程进行多刚体动力学仿真分析，获得进行结构强度仿真分析所需的相关参数（如伞舱门开启过程中加速度与时间历程的关系，伞舱门承受的载荷与时间历程的关系等）.在对这些计算参数的可信性进行分析的基础上，进行结构强度仿真分析.

2.1基于Adams的伞舱门多刚体动力学仿真分析

伞舱门多刚体动力学仿真分析步骤.

第一步：对伞舱门及其开启系统的三维模型进行简化，去除与结构运动无关的组件.

第二步：运用三维设计软件获取伞舱门及其开启系统各运动部件的质量、质心和转动惯量等特性参数.

第三步：在各运动部件之间添加约束，例如在支座与大地之间添加固定副等.

第四步：施加驱动力.已知作动筒内压为6 MPa，作动筒推杆直径为16 mm，可得作动筒作用力

3优化改进建议

根据仿真结果，提出以下建议：

（1） 增加缓冲装置，从而增加伞舱门由于惯性而产生的“刹车”时间；

（2） 优化作动筒的布局，增大作动筒推力到合页轴线的力矩；

（3） 更换作动筒支座与底座的材料，并对相关部位进行倒圆角处理.

4结束语

（1）本文所采用的解决方案为类似试验数据无法有效采集的仿真分析提供一条可行的解决思路.

（2）现实生活中有很多由于“刹车”现象导致结构失效的案例，研制合适的缓冲装置具有重要意义.

参考文献：

[1]任卫群. 车-路系统动力学中的虚拟样机[M]. 北京： 电子工业出版社，2006.

[2]陈立平， 张云清. 机械动力学分析及Adams应用教程[M]. 北京： 清华大学出版社， 2005.（编辑武晓英）