本發(fā)明涉及直升機結構強度設計領域，涉及一種考慮起落架安裝剛度地面共振的評估方法。

背景技術：

1、直升機地面共振動不穩(wěn)定性取決于旋翼各片槳葉在旋轉平面里的振動特性和直升機槳轂中心在旋轉平面里的振動特性的相互影響，而相互影響的性質和程度，取決于它們各自的振動特性。槳轂中心的振動特性取決于直升機的機體總體參數(shù)和起落架的構型和剛度、阻尼等性能參數(shù)。起落架性能參數(shù)用緩沖支柱和機輪剛度、阻尼特性試驗數(shù)據(jù)。如果這些參數(shù)選擇不好，在外界干擾作用后，兩個振動系統(tǒng)的振動彼此耦合，互相加劇，惡性循環(huán)，使振幅迅速增大，這種現(xiàn)象就是直升機的地面共振；如果參數(shù)選擇合適，則在外界干擾作用后，兩個振動系統(tǒng)的振動彼此抵消，相互削弱，振幅逐漸減小，這樣就不會發(fā)生地面共振。

技術實現(xiàn)思路

1、發(fā)明目的：本發(fā)明首次提出計算地面共振時考慮起落架安裝剛度的影響，獲得更加真實的機體在起落架上的模態(tài)參數(shù)及槳轂中心的振型，從而在槳轂中心動特性試驗之前能有效指導設計，形成一種地面共振的分析方法，更能有效規(guī)避地面共振風險。

2、技術方案：

3、提供一種考慮起落架安裝剛度地面共振的評估方法，包括：

4、計算地面共振時考慮起落架安裝剛度的影響，獲得更加真實的機體在起落架上的模態(tài)參數(shù)及槳轂中心的振型，從而在槳轂中心動特性試驗之前能有效指導設計。

5、進一步的，計算地面共振時考慮起落架安裝剛度的影響，獲得更加真實的機體在起落架上的模態(tài)參數(shù)及槳轂中心的振型，從而在槳轂中心動特性試驗之前能有效指導設計，包括：

6、通過建立起落架系統(tǒng)的安裝剛度局部有限元模型，計算得到起落架的安裝剛度；通過平衡狀態(tài)計算程序，得到不同起飛重量及升力狀態(tài)下起落架系統(tǒng)的等效機輪中心及等效剛度和阻尼，將上述參數(shù)作為機體在起落架的模態(tài)計算的全機有限元模型中起落架系統(tǒng)的輸入?yún)?shù)，計算得到機體在起落架上的模態(tài)參數(shù)，再選取幾組模態(tài)參數(shù)組合，采用平面動力模型，進行地面共振計算與分析得出計算結果，繪制穩(wěn)定性曲線。

7、進一步的，計算得到起落架的安裝剛度，包括：

8、建立起落架安裝剛度局部有限元模型，該模型包括一部分機身結構、起落架安裝接頭和起落架系統(tǒng)；

9、按照系統(tǒng)的主傳力路線以及系統(tǒng)的實際結構尺寸進行建立模型，真實的模擬該系統(tǒng)的剛度和質量分布；

10、確定起落架系統(tǒng)與機體結構的連接方式以及起落架系統(tǒng)內(nèi)部結構之間的連接方式；

11、在機輪中心施加三個方向的單位載荷，分別得到三個方向的安裝剛度。

12、進一步的，桿體和框凸緣采用梁單元1d_beam，腹板用殼單元2d_shell模擬，起落架系統(tǒng)采用實體單元tet10模擬。

13、進一步的，起落架系統(tǒng)與小短翼通過螺栓連接采用剛體元rbe2模擬，起落架系統(tǒng)各部件之間的連接采用剛體元rbe2模擬。

14、進一步的，通過平衡狀態(tài)計算程序，得到不同起飛重量及升力狀態(tài)下起落架系統(tǒng)的等效機輪中心及等效剛度和阻尼，包括：

15、通過平衡狀態(tài)計算程序，計算不同起飛重量及升力狀態(tài)，得到的主、尾緩沖支柱的壓縮量，通過主、尾緩沖支柱的壓縮量計算得出主、尾機輪的等效中心；

16、通過平衡狀態(tài)計算程序，同時也得到起落架系統(tǒng)在等效的主、尾機輪等效中心處三個方向的等效剛度和阻尼。

17、進一步的，將上述參數(shù)作為機體在起落架的模態(tài)計算的全機有限元模型中起落架系統(tǒng)的輸入?yún)?shù)，計算得到機體在起落架上的模態(tài)參數(shù)，包括：

18、計算機體在起落架模態(tài)的全機有限元模型，通過等效安裝剛度得到模擬起落架的梁單元的截面尺寸；

19、計算機體在起落架模態(tài)的全機有限元模型，以彈簧-阻尼單元的方式模擬計算出的起落架系統(tǒng)的等效剛度和阻尼；

20、計算機體動力學有限元模型得到機體在起落架上的6階模態(tài)參數(shù)，其中，每階模態(tài)參數(shù)包括頻率、模態(tài)質量、模態(tài)剛度、阻尼和三個方向的振型。

21、有益效果：

22、本發(fā)明可得到真實的起落架性能參數(shù)，確保了地面共振計算仿真的需求，為地面共振強度設計提供準確、可靠的起落架性能數(shù)據(jù)，能夠更精準開展地面共振強度設計，具有很高的普適性和工程應用價值。

技術特征：

1.一種考慮起落架安裝剛度地面共振的評估方法，其特征在于，包括：

2.根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于，計算地面共振時考慮起落架安裝剛度的影響，獲得更加真實的機體在起落架上的模態(tài)參數(shù)及槳轂中心的振型，從而在槳轂中心動特性試驗之前能有效指導設計，包括：

3.根據(jù)權利要求2所述的方法，其特征在于，計算得到起落架的安裝剛度，包括：

4.根據(jù)權利要求3所述的方法，其特征在于，桿體和框凸緣采用梁單元1d_beam，腹板用殼單元2d_shell模擬，起落架系統(tǒng)采用實體單元tet10模擬。

5.根據(jù)權利要求4所述的方法，其特征在于，起落架系統(tǒng)與小短翼通過螺栓連接采用剛體元rbe2模擬，起落架系統(tǒng)各部件之間的連接采用剛體元rbe2模擬。

6.根據(jù)權利要求5所述的方法，其特征在于，通過平衡狀態(tài)計算程序，得到不同起飛重量及升力狀態(tài)下起落架系統(tǒng)的等效機輪中心及等效剛度和阻尼，包括：

7.根據(jù)權利要求6所述的方法，其特征在于，將上述參數(shù)作為機體在起落架的模態(tài)計算的全機有限元模型中起落架系統(tǒng)的輸入?yún)?shù)，計算得到機體在起落架上的模態(tài)參數(shù)，包括：

8.一種計算機可讀的存儲介質，存儲介質存儲有計算機程序，其特征在于，所述計算機程序被處理器執(zhí)行時實現(xiàn)權利要求1-7任一項所述的方法。

技術總結
本發(fā)明涉及直升機結構強度設計領域，涉及一種考慮起落架安裝剛度地面共振的評估方法。該方法包括：計算地面共振時考慮起落架安裝剛度的影響，獲得更加真實的機體在起落架上的模態(tài)參數(shù)及槳轂中心的振型，從而在槳轂中心動特性試驗之前能有效指導設計。

技術研發(fā)人員：王影,王文濤,廖磊
受保護的技術使用者：中國直升機設計研究所
技術研發(fā)日：
技術公布日：2025/1/6