飞机起落架的动力学分析与拓扑优化研究

赵知辛，王 琨，汪 杰，张昌明

（1.陕西理工大学机械工程学院，陕西 汉中723000；2.陕西省工业自动化重点实验室，陕西 汉中723000）

1 引言

飞机起落架是实现飞机着陆、滑跑以及降落的重要装置，并在起降、滑跑过程中用于支撑飞机的重量［1，2］。因此对起落架进行落震仿真分析与结构优化设计尤为重要。在飞机飞行过程中，起落架是收在飞机机身内部的，如果起落架的体积很大，意味着收放空间就要越大，这就会造成起落架的收放困难［3，4］。并且随着起落架的重量增加，对燃油量的消耗也会增多，实验数据表明，每减少10kg的飞机重量，就能够节省3925kg的燃油量并少排放4吨CO2。因此对起落架进行减重是当前的研究热点。国内外已经有学者对飞机起落架进行研究，在国外，文献［5］提出一种轻型紧凑型直升机着陆支柱的优化设计方法。文献［6］提出了一种考虑强度、稳定性和挠度限制最小重量的飞机壁板层复合材料结构设计方法。文献［7］提出了一种解决航天设计问题的拓扑优化算法。在国内，文献［8］建立了飞机起落架带锁撑杆支杆的三维模型，利用Matlab对支杆的截面尺寸进行了优化。文献［9］利用Adams软件对飞机起落架的支柱进行了参数化建模，并以油孔面积为设计变量，分析了油孔面积的变化对缓冲性能的影响。文献［10］借助Optistruct结构优化平台，利用变密度法，在给出的多种工况下对飞机起落架的外筒进行了拓扑优化设计。文献［11］提出了一种施加拦阻载荷的方法，对舰载无人机拦阻着舰进行刚柔耦合多体动力学仿真分析。……