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当今,国际航空科学技术正以前所未有的速度向前发展:一方面,飞机结构不断向大型化、复杂化、轻巧化及精密化发展,其工作载荷越来越大,工作环境越来越严酷;另一方面,飞机结构因疲劳破坏而可能造成的损失也越来越大,且由于经济性要求,飞机结构设计必须能够最大限度地发挥其结构潜力。起落架是飞机的重要组成部分,要用于保证飞机起飞、着陆、滑行和停放,吸收飞机在着陆及地面运动时产生的撞击、跳动以及摆振能量,改善飞机的起飞和着陆性能。本论文以A型飞机前起落架的四框架B型材为研究对象,利用ANSYS有限元分析软件对型材进行了有限元分析,主要内容如下:
1)对所研究的A型飞机前起落架的结构特点和载荷问题进行了详细的分析:①A型飞机起落架的布置形式;②A型飞机前起落架的工作原理;③A型飞机前起落架在着陆、滑跑和地面操作时所承受的最大垂直载荷。
2)钉孔载荷的分配在型材结构强度分析中至关重要,本文利用ANSYS有限元分析软件,对型材不同的钉孔载荷分配方式进行分析比较,确定了较为合理的钉孔载荷分配方式。
3)前起落架疲劳载荷谱在没有飞行实测数据的情况下,以《军用飞机起落架标准载荷谱》GJB3099-97为依据,结合《军用飞机强度和刚度规范》GJB67.6-85中的有关规定,编制了A型飞机各典型任务段的疲劳载荷谱。对四框架B型材的工作情况进行了详细的分析,初步认定四框架B型材的裂纹为疲劳裂纹。利用ANSYS的疲劳分析模块对型材进行疲劳计算,得到B型材可以承受的疲劳循环次数,该循环次数与B型材的实际使用情况较为一致。
4)利用ANSYS的优化模块对四框架B型材进行了结构优化,降低了四框架B型材的重量和应力水平。