飛機典型機構(gòu)運動功能可靠性的建模方法及應用

1、飛機典型機構(gòu)運動功能可靠性的建模方法及應用2018-03-08 20:53:23 科技傳播 2018 年4 期楊玲美+陳進庚+雷雪+簡冬梅摘要在飛機匕存在很多運動機構(gòu)，這些運動機構(gòu)的具體構(gòu)造相對復雜。文章將飛機典糧機構(gòu) 運動功能可靠性的建模方法及應用分為齒輪齒條式縫翼機構(gòu)、飛機機械鎖類機構(gòu)和連桿式收放機構(gòu)定 位精準度這三個方面進行簡要分析，希望可以為業(yè)內(nèi)起到一定參考作用。關鍵詞飛機典型機構(gòu)；運動功能：可靠性；建模方法中圖分類號tp3文獻標識碼a文章編號1674-6708 (2018) 205-0119-02飛機典型機構(gòu)失效原因主要有2個方面，一是機構(gòu)部件損傷累積造成的機構(gòu)失效現(xiàn)象，二是影 響因

2、索隨機性造成的機構(gòu)失效現(xiàn)象，飛機機構(gòu)一口失效，就有可能對飛機完成飛行任務造成影響，可 能會造成較為嚴重的安全問題，如空難等。1齒輪齒條式縫翼機構(gòu)可靠性的建模方法及應用1.1建模方法對齒輪齒條式縫翼機構(gòu)功能原理進行分析，現(xiàn)階段，縫翼主要失效模式可以分為主要5種類型, 即滑軌表面接觸疲勞、齒輪與扭力桿等結(jié)構(gòu)出現(xiàn)損壞、收放速度超出范圍、收放和度精度不足以及兩 側(cè)運動不夠同步。對機翼變形影響下的線管數(shù)學模型進行推導，可以發(fā)現(xiàn)縫翼彎曲和扭轉(zhuǎn)變形存在一 定耦合效應1在縫翼機構(gòu)建模時，可以利用lms virtual. lab,在該建模中，主要包含了氣動載荷轉(zhuǎn)化方法、 扭力桿建模、機翼變形建模和運動分析補設置

3、，在扭力桿建模中，可以利用扭力近似替代建模方法， 設內(nèi)外側(cè)齒輪角度偏差是0,扭力桿傳遞力矩是0,如果？為內(nèi)外側(cè)齒輪幾度偏差，那么扭力桿傳遞扭矩t為:在模型屮，利用力矩可以代替其扭力桿模型效果。這種近似替代模型可以讓參數(shù)化更容易實現(xiàn), 考慮到扭力桿加工誤差，可以對扭力桿抗扭剛度進行直接改變，如果需要對扭力桿斷裂進行模擬，可 以將抗扭剛度設置為0。而在機翼變形模型構(gòu)建中，需要對機翼進行靜力學分析，讓支點安裝位置位移量得以求出，并 在縫翼機構(gòu)支架中融入位移量，其建模過程可以概括為：機翼有限元模型-機翼變形計算-平移副+ 位世驅(qū)動-機體、支架。1.2具體應用以某縫翼運動機構(gòu)作為應用對象，利用上述札i關

4、建模方法，對多個影響因素隨機性進行考慮， 可以評佔各種失效模式發(fā)生概率，影響因素包含了等效撓度、摩擦系數(shù)、抗扭剛度、滾輪半徑等，經(jīng) 過觀察，發(fā)現(xiàn)該運動機構(gòu)運動卡滯與扭力桿斷裂的失效概率相對較大，是主要失效模式，在全部齒輪 卡死后，驅(qū)動力矩的安全裕度會降低到0.8,縫翼放下時所需力矩大于系統(tǒng)可捉供驅(qū)動力矩，會有運 動卡滯出現(xiàn)，而在扭力桿斷裂時，內(nèi)外側(cè)叫偏度安全裕度會降低到1.2,和失效閾值較為接近。2飛機機械鎖類機構(gòu)可靠性的建模方法及應用2.1建模方法飛機機械鎖類機構(gòu)的失效模式主要包含3種類型，即運動卡滯、運動精度失效與彈贊失效，針 對其失效模式產(chǎn)生的主要原因，可以得到可靠性建模方法。運動卡滯原

5、因主要為驅(qū)動力不足和鎖機構(gòu)自鎖卡滯，針對鎖機構(gòu)驅(qū)動力進行建模，需要分別建 立多體模型與電液控制系統(tǒng)模型，建立相關接口，可以讓電液控制系統(tǒng)模型向多體模型提供運動所需 力，多體模型可以反饋給電液控制系統(tǒng)模型速度、位置等信息，在鎖鉤載荷建模屮，可以采用兩種方 法進行建模：一是不建立艙門模型，只建立鎖環(huán)模型，如果艙門到位，可將額外載荷施加在說還上；二是在 鎖機構(gòu)中將艙門等大型部件作為一部分完成建模。而在彈贊失效建模中，需要在仿真模型中對彈賞力單元進行使用，針對彈贊進行建模，對于鎖 機構(gòu)性能來說，如果彈簧具有關鍵作用，那么可以視彈簧為柔性體完成建模工作2。2.2具體應用對某個出現(xiàn)故障鎖機構(gòu)失效模式展開分

6、析，發(fā)現(xiàn)主要失效模式為運動卡滯現(xiàn)象。對此，可以構(gòu)建相關可靠性模型，對影響因索隨機性進行分析，發(fā)現(xiàn)在開鎖過程中，滾軸材料 的硬度w在不足現(xiàn)象，而構(gòu)件載荷相對較大，鎖機構(gòu)容易因為塑性變形而失效。對此，可以改變鎖鍵坡度，并替換滾軸材料進行解決，在該試驗屮，其坡度從65。改變?yōu)?0。， 而滾軸材料從0cm8ni9改變?yōu)?0crmnsia.3連桿式收放機構(gòu)定位精準度可靠性的建模方法及應用3.1建模方法對連桿式收放機構(gòu)定位精準度可靠性進行建模，需要對機構(gòu)構(gòu)建變形、較鏈磨損、加工誤差和 間隙定位精度進行分別建模，在絞鏈磨損建模屮，需耍針對較鏈均勻蘑損、餃鏈不均勻蘑損和曲柄滑 塊機構(gòu)錢鏈不均勻濟損進行分別建模

7、，需要利用archard模型，設濟損系數(shù)為k,接觸應力為p,旋 轉(zhuǎn)副中材料布氏硬度是h,材料泊松比是v,那么鐵鏈體積磨損量為：通過相關變形建模方法，可以得出隨機載荷作用下，因為變形所引起的定位誤差隨機性計算公3.2具體應用針對某艙門收放機構(gòu)關閉狀態(tài)定位精度可靠性進行應用分析，針對實際情況，對裝配間隙、加 工誤差、構(gòu)件變形因素以及運動副幣損等因素予以考慮，可以得出定位精度可靠性因為收放次數(shù)的變 化而產(chǎn)生的變化規(guī)律，在該案例屮，利用蒙特卡羅法可以對不同次數(shù)下的機構(gòu)定位精度變化趨勢與鎖 環(huán)垂直高度分布變化趨勢進行分析，進而得出，艙門收放機構(gòu)定位精度可靠度降低的主要原因為較鏈 磨損量增大。4結(jié)論綜上所述，分析失效原因，利用lmsvirtual.lab. archard模型等可以得出飛機三類典型結(jié)構(gòu) 齒輪齒條式縫翼機構(gòu)、飛機機械鎖類機構(gòu)和連桿式收放機構(gòu)的可靠性建模方法，在具體應用中，利用 多樣化的建模方法可以得出飛機機構(gòu)主要失效原因，進而采取針對性的預防