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1飞机机械传动系统动力学特性
对于飞机机械传动系统而言,飞行操纵系统有两种类型,即动态操纵系统、静态操纵系统。以静态特操纵系统为例,其表现出杆力、启动以及配平和传动等特性;对于动态操纵系统而言,其面对的是内容是操纵指令响应。就目前国内飞机机械传动系统来看,驾驶员对多组机构以及管控操纵伺服作动器,能够进行不可逆动力操作。飞行操纵系统可分成两个阶段,其中一个阶段即为驾驶杆以及脚蹬,主要是基于多组机构以及人工感觉设备和传动设备的输入点,构成了一个相对开环的系统;就第二个阶段来讲,主要是操纵面、伺服作动器,构成的是闭环随动环境。基于此,飞行操纵(机械传动)系统设计过程中,应当注意系统稳定性、跟随性和阻抗特性问题的发生。操纵系统中的驾驶杆、作动器输入点以及脚蹬,是一个相对比较开环的系统,一般不存在安全问题,能够确保其运行的安全稳定性,知识跟随性方面的问题。本文研究的有限元工具,主要是ANSYS技术,其在机械工程建设过程中得到了较为广泛的应用,而且采用的是商业套装分析技术,对机械与结构系统进行计算、分析,尤其是要分析受外部载荷影响的响应状况,比如应力、位移和温度等。通过以上分析,可准确分析和判断飞机机械系统外力负载作用下的瞬时状态,对其是否满足设计要求进行准确判断。实践中可以看到,飞机机械构造较之于汽车、船只等更加的复杂,而且其所受到的荷载工况也呈现出多元化的特点,而且理论分析也难以实现效果,因此应当采用数值模拟方法分析判断。近年来,科技水平的不断提高、计算机软件技术的不断进步,使得ANSYS技术在现代航天领域中的应用更加的深入和广泛。从应用效果来看,该分析技术的应用,可降低设计成本,有效缩短设计周期,在提高设计水平方面,具有非常重要的作用。
2工程设计软件技术研发
在飞机多元化软式机械操纵系统条件下,为了实现动力学特性仿真、系统力学影响以及有效满足设计要求,应当立足实际,对计算机辅助技术、工程设计软件等进行针对性的研发。在技术研发过程中,力求构建一套高效的、具有机械操纵几何模型和自动化动力学分析功能的软件。同时,为了能够有效实现设计软件的自动化、可视化建模,强化动力学数值建模功能,需在以下几个方面做出努力。
第一个努力方向:基于c++Builder人机交互界面,接收用户关于构件几何以及材料参数和相关信息,然后利用系统构造算法构建算法程序库,对建模所需特殊点进行求值,并在此基础上建立完备的操纵系统数据库。
第二个努力方向:在动力学建模过程中,采用文本自动剪辑软件和技术手段,对建模宏命令进行编写,并且建立可适用于ANSYS/LS.DYNA的可执行命令流模板,在此基础上形成模扳库。当用户参数输入以后,利用C++Builder技术对可执行命令流模板剪连,从而形成较为完备、合理的分析命令流文件,最终完成系统构件建模。
第三个努力方向:重新写入命令流执行文件,形成可直接应用于ANSYS/LS.DYNA的求解器计算程序,经引擎调用以后,对ANSYS/LS.DYNA求解器进行适当调节。在此过程中,计算结果以数据或曲线形式反馈到人机交互界面。给予以上交互式程序的设计,在视窗界面上用户通过输入构件的外形参数、材料参数或者受载参数,可直接获得系统仿真结果。一般而言,上述系统中的相关构件参数如下:扇形轮、滑轮厚度圆心以及外形尺寸参数和材料属性参数,1、4代表扇形轮参数;2、3代表滑轮参数。驾驶杆截面积为矩形:O.02m×O.02m,输出摇臂参数材料属性参数与驾驶杆相同,只是位置参数不同,拉杆截面面积为0.06m2;驾驶杆、前拉杆输出端相互连接在一起,扇形轮l上的(0,0.1,O)与后端节点相互连接;同时,后拉杆前端、扇形轮2上的(9,3.6,O)相互连接在一起;后端、输出摇臂输入点之间相互连接。从实践来看,两种拉杆的构成材料一致,而且材料参数以及滑轮材料等也基本一致。
3结语
本文在学习机械传动动力学以及有限元数值仿真过程中,为了能够有效适应传动机构体系设计的动力学评估要求,初步设计了操纵系统的计算机辅助设计软件集成平台,可满足飞机混合式机械操纵系统多样性设计目的。
作者:罗俊 单位:景德镇陶瓷学院