本發(fā)明涉及直升機結(jié)構(gòu)強度設(shè)計領(lǐng)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(shù)：

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(zhuǎn)平面里的振動特性和直升機槳轂中心在旋轉(zhuǎn)平面里的振動特性的相互影響，而相互影響的性質(zhì)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(gòu)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(shù)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(dǎo)設(shè)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(shù)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(dǎo)設(shè)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(dǎo)設(shè)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(jié)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(jié)構(gòu)、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(jié)構(gòu)尺寸進行建立模型，真實的模擬該系統(tǒng)的剛度和質(zhì)量分布；

10、確定起落架系統(tǒng)與機體結(jié)構(gòu)的連接方式以及起落架系統(tǒng)內(nèi)部結(jié)構(gòu)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(zhì)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(shè)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(shè)計，具有很高的普適性和工程應(yīng)用價值。

技術(shù)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(quán)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(dǎo)設(shè)計，包括：

3.根據(jù)權(quán)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(quán)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(quán)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(quán)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(quán)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(zhì)，存儲介質(zhì)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(quán)利要求1-7任一項所述的方法。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及直升機結(jié)構(gòu)強度設(shè)計領(lǐng)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(dǎo)設(shè)計。

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