A320起落架设计与反设计及收放运动分析

本科毕业设计论文题 目 A320飞机起落架设计与反设计及收放运动仿真专业名称 飞行器设计与工程学生姓名指导教师毕业时间一、题目A320飞机起落架设计与反设计及收放运动仿真二、研究主要内容起落架系统是飞机的关键部件之一，其工作性能直接影响到飞机起飞、着陆性能与飞行安全。

在现代飞机起落架的各个工作部件中，收放机构在使用中发生失效的概率高达34.4%。

因此，开展起落架收放系统的研究具有重大意义。

本文首先总结了起落架的各种结构形式及收放方式，并针对A320飞机起落架的收放机构进行了功能原理和收放运动分析；然后应用CA TIA建立了A320飞机起落架的零部件的三维模型，并进行了装配，完成了该飞机起落架的数字样机模型；接着以虚拟样机技术的相关理论和功能虚拟样机的实现过程为基础，结合多体运动学和多体动力学基本理论，运用LMS软件的Motion模块对该飞机的起落架进行了运动学仿真和动力学仿真，并针对仿真结果进行了相应分析；最后应用CA TIA建立了A320飞机全机的三维模型，结合已经建好的起落架模型，利用LMS软件实现A320飞机滑跑过程的仿真。

研究结果对飞机起落架的运动学和动力学分析和设计具有实际意义和工程参考价值。

三、主要技术指标熟悉起落架的各种结构形式及收放方式，尤其是A320飞机起落架的收放机构的功能原理和收放运动过程；掌握软件CA TIA和LMS的应用，熟悉结合多个设计平台的设计方法；掌握多体运动学和多体动力学的基础理论和基本理论；根据模型参数，对A320飞机起落架系统进行多体运动学仿真，并对仿真结果进行分析；根据模型参数，对A320飞机起落架系统进行多体运动学仿真，主要对针对气动阻力的影响进行分析；根据A320全机尺寸参数及重量参数，进行全机滑跑仿真并获得全机震动曲线。

四、进度和要求第5周～第6周：查阅相关资料，翻译英文资料，学习CA TIA软件；第7周～第8周：归纳总结所查阅的资料，了解起落架结构形式及收放方式，其是A320飞机起落架的收放机构的功能原理和收放运动；第9周～第10周：A320飞机前起落架和主起落架的CATIA模型构建，同时学习LMS软件；第11周～第12周：A320飞机起落架系统仿真模型的建立及运动学与动力学仿真；第13周～第14周：针对起落架运动学和动力学仿真结果的分析，全机滑跑仿真模型的建立和仿真及仿真结果的分析；第15周～第16周：整理分析，得出结论，毕业设计小节。

五、主要参考书及参考资料[1] 李为吉.飞行器总体设计[M].西安:西北工业大学出版社，2004年.[2] 飞机设计手册总编委员会编.飞机设计手册第14册起飞着陆系统设计[M].北京:航空工业出版社,2003.[3] Heiner Dupow,Gordon Blount.A review of reliability prediction[J].AircraftEngineering and Aerospace Technology,1997,69(4):356~362.[4] 朱林,孔凡让,伊成龙等.基于仿真计算的某型飞机起落架收放机构的仿真研究[J].中国机械工程,18卷第1期,2007.1.[5] 史永胜,宋云学.飞机起落架设计专家系统研究[J].飞机设计,1999，13（4）：19-23页.[6] 林海.飞机接地动态特性研究[J].国外试飞.1995,12(6):28-36页.[7] 宋静波.飞机构造基础[m].北京：航空工业出版社：2004.[8] 诺曼·斯·柯里.起落架设计手册[m].北京：航空工业出版社.[9] 李学志,李岩松.CATIA实用教程[M].北京:清华大学出版社，2006.[10] 高利,迟毅林,曾谢华.虚拟产品开放中的虚拟样机技术和数字样机技术[J].机械研究及应用18卷第5期，2005.10.[11] 王裕昌.对我国以往常用起落架载荷谱存在问题的探索[J].航空学报,北京:航空工业出版社，2003.[12] 陈琳.飞机起落架收放运动与动态性能仿真分析[D].南京：南京航空航天大学，2007.6；[13] .学生___________ 指导教师___________ 系主任___________摘要起落架系统是飞机的关键部件之一，其工作性能直接影响到飞机起飞、着陆性能与飞行安全。

在现代飞机起落架的各个工作部件中，收放机构在使用中发生失效的概率高达34.4%。

因此，开展起落架收放系统的研究具有重大意义。

运用仿真技术分析飞机起落架的运动学和动力学特性，对于降低飞机研发成本，提高飞机性能具有十分重要的工程意义。

本文以空客A320飞机起落架为对象，分析了A320飞机起落架的功能原理及收放运动；通过应用虚拟样机技术研究了起落架收放运动的运动学和动力学特性，并进行了整机滑跑仿真。

应用CA TIA建立了A320飞机起落架的数字样机和收放运动学分析模型，并且建立了全机外形三维模型。

基于CA TIA和LMS软件，以A320飞机起落架为对象进行了收放运动学仿真分析和动力学仿真分析，最后进行了全机滑跑仿真。

分析了起落架在收放运动过程中所受的各项载荷，并根据各载荷影响的大小和仿真的条件对其进行了简化，利用LMS软件重点分析了气动阻力对收放运动的影响，研究结果对飞机起落架的运动学和动力学分析和设计具有实际意义和工程参考价值。

关键词：起落架，A320，收放系统，LMS，仿真分析ABSTRACTThe landing gear system is the key components of aircraft, whose working performance directly affects the flying security and the performance of aircraft’s take off. During all the modern aircraft’s components, the disabled probability of the retraction system has been up to 34.4%.Thus, it’s meaningful to study the retraction system. It is very significative in the project for reducing costs of aircraft research and development and improving the performance of the aircraft to analyze the kinematics and dynamics characteristics of aircraft landing gear retraction system by using simulation technology.This paper took the landing gear system of A320 aircraft as the object to analyze the principle of function and retractable movement; then, in terms of VPT, this paper analyze the kinematics and dynamics characteristics of aircraft landing gear retraction system; at last,carry on the aircraft ground run simulation.The kinematical model of the aircraft retraction system and the entire aircraft contour three-dimensional model was built in CATIA. Based on CA TIA and LMS software, taking the A320 aircraft as the object, the paper carry on the kinematics simulation analysis and dynamics simulation analysis of the retraction and extension movement,finally carry on the entire aircraft ground run simulation.The loads during the retraction and extension process of landing gear are list and calculated, and then some loads that have more important effect on the system are selected and their effect is analyzed with some function of software LMS. For example, the aerodynamic load. The analysis above is of actual and referenced value for kinematics and dynamics analysis and the design of landing gear retraction system.Key Word: landing gear, A320, retraction system, LMS, simulation analysis目录第一章绪论 (6)1.1工程背景 (8)1.1.1可收放式起落架及其安全性 (8)1.1.2起落架现代设计技术 (8)1.2国内外研究现状 (9)1.3本文研究内容 (11)第二章可收放起落架及其运动分析 (12)2.1起落架结构形式简介 (12)2.2起落架收放方式 (13)2.2.1.主起落架收放方式 (13)2.2.2前、后起落架收放方式 (14)2.3 A320飞机起落架分析 (14)2.3.1 A320飞机起落架概述 (14)2.3.2 A320飞机起落架收放运动分析 (17)2.4小结 (19)第三章起落架数字样机的建立 (20)3.1数字样机技术 (20)3.2 CA TIA V5简介 (21)3.3起落架数字样机 (22)3.3.1.零件建模 (22)3.3.2.装配 (28)3.4 小结 (30)第四章A320起落架运动学仿真 (31)4.1 多体运动学简介 (31)4.1.1多体运动学基础理论 (31)4.1.2 多体运动学基本理论 (33)4.2 LMS b简介 (34)4.3A320起落架多体运动学仿真 (35)4.3.1.A320前起落架运动仿真 (36)4.3.2A320主起落架运动仿真 (42)4.5小结 (46)第五章A320起落架动力学仿真 (47)5.1 多体动力学基本理论 (47)5.2 A320起落架多体动力学仿真 (48)5.2.1 (48)5.2.2载荷加载 (53)5.3动力学仿真分析 (56)5.3.1前起落架动力学仿真分析 (56)5.3.2主起落架动力学仿真分析 (58)5.4小结 (60)第六章A320全机滑跑仿真 (61)6.1 A320飞机全机外形建模 (61)6.1.1A320飞机全机外形建模 (61)6.1.2全机装配 (62)6.2起落架轮胎力及减震器设置 (63)6.2.1起落架轮胎力设置 (63)6.2.2起落架减震器设置 (64)6.3全机滑跑模拟 (66)6.4小结 (68)第七章总结与展望 (69)7.1工作总结 (69)7.2研究展望 (69)参考文献 (71)第一章绪论1.1工程背景1.1.1可收放式起落架及其安全性为了减小飞行中的阻力，现代飞机的起落架通常是可收放的。