一种考虑起落架安装刚度地面共振的评估方法与流程

本发明涉及直升机结构强度设计领域，涉及一种考虑起落架安装刚度地面共振的评估方法。

背景技术：

1、直升机地面共振动不稳定性取决于旋翼各片桨叶在旋转平面里的振动特性和直升机桨毂中心在旋转平面里的振动特性的相互影响，而相互影响的性质和程度，取决于它们各自的振动特性。桨毂中心的振动特性取决于直升机的机体总体参数和起落架的构型和刚度、阻尼等性能参数。起落架性能参数用缓冲支柱和机轮刚度、阻尼特性试验数据。如果这些参数选择不好，在外界干扰作用后，两个振动系统的振动彼此耦合，互相加剧，恶性循环，使振幅迅速增大，这种现象就是直升机的地面共振；如果参数选择合适，则在外界干扰作用后，两个振动系统的振动彼此抵消，相互削弱，振幅逐渐减小，这样就不会发生地面共振。

技术实现思路

1、发明目的：本发明首次提出计算地面共振时考虑起落架安装刚度的影响，获得更加真实的机体在起落架上的模态参数及桨毂中心的振型，从而在桨毂中心动特性试验之前能有效指导设计，形成一种地面共振的分析方法，更能有效规避地面共振风险。

2、技术方案：

3、提供一种考虑起落架安装刚度地面共振的评估方法，包括：

4、计算地面共振时考虑起落架安装刚度的影响，获得更加真实的机体在起落架上的模态参数及桨毂中心的振型，从而在桨毂中心动特性试验之前能有效指导设计。

5、进一步的，计算地面共振时考虑起落架安装刚度的影响，获得更加真实的机体在起落架上的模态参数及桨毂中心的振型，从而在桨毂中心动特性试验之前能有效指导设计，包括：

6、通过建立起落架系统的安装刚度局部有限元模型，计算得到起落架的安装刚度；通过平衡状态计算程序，得到不同起飞重量及升力状态下起落架系统的等效机轮中心及等效刚度和阻尼，将上述参数作为机体在起落架的模态计算的全机有限元模型中起落架系统的输入参数，计算得到机体在起落架上的模态参数，再选取几组模态参数组合，采用平面动力模型，进行地面共振计算与分析得出计算结果，绘制稳定性曲线。

7、进一步的，计算得到起落架的安装刚度，包括：

8、建立起落架安装刚度局部有限元模型，该模型包括一部分机身结构、起落架安装接头和起落架系统；

9、按照系统的主传力路线以及系统的实际结构尺寸进行建立模型，真实的模拟该系统的刚度和质量分布；

10、确定起落架系统与机体结构的连接方式以及起落架系统内部结构之间的连接方式；

11、在机轮中心施加三个方向的单位载荷，分别得到三个方向的安装刚度。

12、进一步的，杆体和框凸缘采用梁单元1d_beam，腹板用壳单元2d_shell模拟，起落架系统采用实体单元tet10模拟。

13、进一步的，起落架系统与小短翼通过螺栓连接采用刚体元rbe2模拟，起落架系统各部件之间的连接采用刚体元rbe2模拟。

14、进一步的，通过平衡状态计算程序，得到不同起飞重量及升力状态下起落架系统的等效机轮中心及等效刚度和阻尼，包括：

15、通过平衡状态计算程序，计算不同起飞重量及升力状态，得到的主、尾缓冲支柱的压缩量，通过主、尾缓冲支柱的压缩量计算得出主、尾机轮的等效中心；

16、通过平衡状态计算程序，同时也得到起落架系统在等效的主、尾机轮等效中心处三个方向的等效刚度和阻尼。

17、进一步的，将上述参数作为机体在起落架的模态计算的全机有限元模型中起落架系统的输入参数，计算得到机体在起落架上的模态参数，包括：

18、计算机体在起落架模态的全机有限元模型，通过等效安装刚度得到模拟起落架的梁单元的截面尺寸；

19、计算机体在起落架模态的全机有限元模型，以弹簧-阻尼单元的方式模拟计算出的起落架系统的等效刚度和阻尼；

20、计算机体动力学有限元模型得到机体在起落架上的6阶模态参数，其中，每阶模态参数包括频率、模态质量、模态刚度、阻尼和三个方向的振型。

21、有益效果：

22、本发明可得到真实的起落架性能参数，确保了地面共振计算仿真的需求，为地面共振强度设计提供准确、可靠的起落架性能数据，能够更精准开展地面共振强度设计，具有很高的普适性和工程应用价值。

技术特征：

1.一种考虑起落架安装刚度地面共振的评估方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，计算地面共振时考虑起落架安装刚度的影响，获得更加真实的机体在起落架上的模态参数及桨毂中心的振型，从而在桨毂中心动特性试验之前能有效指导设计，包括：

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，计算得到起落架的安装刚度，包括：

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，杆体和框凸缘采用梁单元1d_beam，腹板用壳单元2d_shell模拟，起落架系统采用实体单元tet10模拟。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，起落架系统与小短翼通过螺栓连接采用刚体元rbe2模拟，起落架系统各部件之间的连接采用刚体元rbe2模拟。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，通过平衡状态计算程序，得到不同起飞重量及升力状态下起落架系统的等效机轮中心及等效刚度和阻尼，包括：

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，将上述参数作为机体在起落架的模态计算的全机有限元模型中起落架系统的输入参数，计算得到机体在起落架上的模态参数，包括：

8.一种计算机可读的存储介质，存储介质存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1-7任一项所述的方法。

技术总结本发明涉及直升机结构强度设计领域，涉及一种考虑起落架安装刚度地面共振的评估方法。该方法包括：计算地面共振时考虑起落架安装刚度的影响，获得更加真实的机体在起落架上的模态参数及桨毂中心的振型，从而在桨毂中心动特性试验之前能有效指导设计。技术研发人员：王影,王文涛,廖磊受保护的技术使用者：中国直升机设计研究所技术研发日：技术公布日：2025/1/6