【技术实现步骤摘要】
本申请属于飞机起落架设计领域，特别涉及一种估算起落架锁撑杆冲击载荷的方法。
技术介绍
1、如图1所示为带有锁撑杆的飞机起落架结构示意图，带有锁撑杆的飞机起落架在放下到位时，在上锁撑杆11和下锁撑杆12的止动凸台接触时刻停止运动，会产生碰撞。如果起落架收放机构设计不当，则会产生较大的冲击载荷和冲击加速度，导致锁撑杆的止动凸台、锁撑杆上所安装的设备以及安装支架等发生损伤。因此如何准确预估该冲击载荷，为锁撑杆的强度设计提供输入具有重要的工程意义。
2、为了预估起落架锁撑杆冲击载荷，目前通常采用多体动力学软件进行建模和仿真分析，建模过程较为复杂，仿真工作费工费时，并且不便于对机构控制参数进行优化设计。另外，也可采用测量装置实测锁撑杆的冲击载荷，但实测手段适用于起落架实物，无法在起落架初步设计阶段进行测量。
技术实现思路
1、本申请的目的是提供一种估算起落架锁撑杆冲击载荷的便捷方法，通过理论和数值分析求解锁撑杆止动凸台碰撞时的冲击载荷，从而为起落架锁撑杆结构的强度设计提供设计输入。
2、本申请的技术方案是：一种估算起落架锁撑杆冲击载荷的方法，包括：
3、将起落架锁撑杆的上锁撑杆和下锁撑杆碰撞过程进行简化，建立估算起落架锁撑杆冲击载荷的力学模型；
4、根据所述力学模型确定估算冲击载荷所需的输入参数；
5、根据所述输入参数求解冲击载荷的力学模型，获得上锁撑杆和下锁撑杆碰撞过程中的冲击力时间历程。
6、优选的，将起落架锁撑杆的
7、在起落架收放过程中，上锁撑杆绕第一转动副旋转，下锁撑杆绕第二转动副旋转，转轴也在运动；
8、在碰撞瞬间，假设转轴位置不变，上锁撑杆、下锁撑杆等同于绕转轴发生了转动碰撞。
9、优选的，建立估算起落架锁撑杆冲击载荷的力学模型包括：
10、根据连续接触力法，将上锁撑杆和下锁撑杆的转动碰撞过程中的冲击力矩时间历程m(t)表示为：
11、
12、式中：k为上锁撑杆与下锁撑杆绕转轴转动时的挤压刚度；
13、θ(t)为上锁撑杆与下锁撑杆绕转轴转动时的相对角度；
14、为上锁撑杆与下锁撑杆绕转轴转动时的相对角速度；
15、c为上锁撑杆与下锁撑杆绕转轴转动时的阻尼系数；
16、α为碰撞指数；
17、将冲击力矩m(t)作为外力，根据牛顿第二定律得到上锁撑杆和下锁撑杆转动碰撞时的动力学方程：
18、
19、式中：为上锁撑杆与下锁撑杆的相对转动惯量；
20、为上锁撑杆与下锁撑杆绕转轴转动时相对角加速度；
21、上锁撑杆与下锁撑杆之间的冲击力时间历程f(t)满足：
22、
23、式中：h为转轴中心与碰撞中心线之间的距离。
24、优选的，所述上锁撑杆与下锁撑杆的相对转动惯量j计算公式为：
25、
26、式中：j1为上锁撑杆的转动惯量；j2为下锁撑杆的转动惯量。
27、优选的，所述上锁撑杆与下锁撑杆绕转轴转动时的阻尼系数c根据herbert&mcwhannell阻尼模型，转动阻尼系数c的计算公式为：
28、
29、式中：cr为恢复系数，通过仿真、实验或经验来确定；为碰撞时的相对角速度初值，计算公式如下：
30、
31、优选的，所述碰撞指数α的取值范围为1～1.5。
32、优选的，确定估算冲击载荷所需的输入参数包括：
33、上锁撑杆的转动惯量j1；
34、下锁撑杆的转动惯量j2；
35、上锁撑杆与下锁撑杆绕转轴转动时的挤压刚度k；
36、碰撞指数α；
37、恢复系数cr；
38、上锁撑杆初始碰撞角速度ω1；
39、下锁撑杆初始碰撞角速度ω2；
40、转轴中心与碰撞中心线之间的距离h。
41、优选的，根据所述输入参数求解冲击载荷的力学模型，获得上锁撑杆和下锁撑杆碰撞过程中的冲击力时间历程的过程为：
42、根据四阶龙格-库塔法求解上锁撑杆和下锁撑杆转动碰撞时的动力学方程，得到相对角度和角速度的时间历程θ(t)、
43、然后代入上锁撑杆和下锁撑杆的转动碰撞过程中的冲击力矩时间历程中计算得到冲击力矩的时间历程m(t)；
44、最后代入上锁撑杆与下锁撑杆之间的冲击力时间历程中计算得到冲击力的时间历程f(t)。
45、本申请的锁撑杆冲击载荷估算方法思路简单、明确，理论依据充分，有助于合理有效地确定起落架锁撑杆碰撞过程中的冲击载荷，对锁撑杆结构的强度设计具有重要的指导意义。相比多体动力学建模和仿真分析手段，本申请实施过程简便，效率更高，便于对起落架收放机构控制参数进行优化设计。
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1.一种估算起落架锁撑杆冲击载荷的方法，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述的估算起落架锁撑杆冲击载荷的方法，其特征在于，将起落架锁撑杆的上锁撑杆和下锁撑杆碰撞过程进行简化为：
3.如权利要求2所述的估算起落架锁撑杆冲击载荷的方法，其特征在于，建立估算起落架锁撑杆冲击载荷的力学模型包括：
4.如权利要求3所述的估算起落架锁撑杆冲击载荷的方法，其特征在于，所述上锁撑杆与下锁撑杆的相对转动惯量计算公式为：
5.如权利要求3所述的估算起落架锁撑杆冲击载荷的方法，其特征在于，所述上锁撑杆与下锁撑杆绕转轴转动时的阻尼系数C根据Herbert-McWhannell阻尼模型，转动阻尼系数C的计算公式为：
6.如权利要求3所述的估算起落架锁撑杆冲击载荷的方法，其特征在于，所述碰撞指数α的取值范围为1～1.5。
7.如权利要求3至6任一所述的估算起落架锁撑杆冲击载荷的方法，其特征在于，确定估算冲击载荷所需的输入参数包括：
8.如权利要求7所述的估算起落架锁撑杆冲击载荷的方法，其特征在于，根据所述输入参数求解冲击
...【技术特征摘要】
1.一种估算起落架锁撑杆冲击载荷的方法，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述的估算起落架锁撑杆冲击载荷的方法，其特征在于，将起落架锁撑杆的上锁撑杆和下锁撑杆碰撞过程进行简化为：
3.如权利要求2所述的估算起落架锁撑杆冲击载荷的方法，其特征在于，建立估算起落架锁撑杆冲击载荷的力学模型包括：
4.如权利要求3所述的估算起落架锁撑杆冲击载荷的方法，其特征在于，所述上锁撑杆与下锁撑杆的相对转动惯量计算公式为：
5.如权利要求3所述的估算起落架锁撑杆冲击载荷的方法，其特征在于，所述上锁撑...
【专利技术属性】
技术研发人员：张玉杰，熊峰，孙仁俊，
申请(专利权)人：中国航空工业集团公司西安飞机设计研究所，
类型：发明
国别省市：
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