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1飛機機械傳動系統動力學特性
對于飛機機械傳動系統而言,飛行操縱系統有兩種類型,即動態操縱系統、靜態操縱系統。以靜態特操縱系統為例,其表現出桿力、啟動以及配平和傳動等特性;對于動態操縱系統而言,其面對的是內容是操縱指令響應。就目前國內飛機機械傳動系統來看,駕駛員對多組機構以及管控操縱伺服作動器,能夠進行不可逆動力操作。飛行操縱系統可分成兩個階段,其中一個階段即為駕駛桿以及腳蹬,主要是基于多組機構以及人工感覺設備和傳動設備的輸入點,構成了一個相對開環的系統;就第二個階段來講,主要是操縱面、伺服作動器,構成的是閉環隨動環境。基于此,飛行操縱(機械傳動)系統設計過程中,應當注意系統穩定性、跟隨性和阻抗特性問題的發生。操縱系統中的駕駛桿、作動器輸入點以及腳蹬,是一個相對比較開環的系統,一般不存在安全問題,能夠確保其運行的安全穩定性,知識跟隨性方面的問題。本文研究的有限元工具,主要是ANSYS技術,其在機械工程建設過程中得到了較為廣泛的應用,而且采用的是商業套裝分析技術,對機械與結構系統進行計算、分析,尤其是要分析受外部載荷影響的響應狀況,比如應力、位移和溫度等。通過以上分析,可準確分析和判斷飛機機械系統外力負載作用下的瞬時狀態,對其是否滿足設計要求進行準確判斷。實踐中可以看到,飛機機械構造較之于汽車、船只等更加的復雜,而且其所受到的荷載工況也呈現出多元化的特點,而且理論分析也難以實現效果,因此應當采用數值模擬方法分析判斷。近年來,科技水平的不斷提高、計算機軟件技術的不斷進步,使得ANSYS技術在現代航天領域中的應用更加的深入和廣泛。從應用效果來看,該分析技術的應用,可降低設計成本,有效縮短設計周期,在提高設計水平方面,具有非常重要的作用。
2工程設計軟件技術研發
在飛機多元化軟式機械操縱系統條件下,為了實現動力學特性仿真、系統力學影響以及有效滿足設計要求,應當立足實際,對計算機輔助技術、工程設計軟件等進行針對性的研發。在技術研發過程中,力求構建一套高效的、具有機械操縱幾何模型和自動化動力學分析功能的軟件。同時,為了能夠有效實現設計軟件的自動化、可視化建模,強化動力學數值建模功能,需在以下幾個方面做出努力。
第一個努力方向:基于c++Builder人機交互界面,接收用戶關于構件幾何以及材料參數和相關信息,然后利用系統構造算法構建算法程序庫,對建模所需特殊點進行求值,并在此基礎上建立完備的操縱系統數據庫。
第二個努力方向:在動力學建模過程中,采用文本自動剪輯軟件和技術手段,對建模宏命令進行編寫,并且建立可適用于ANSYS/LS.DYNA的可執行命令流模板,在此基礎上形成模扳庫。當用戶參數輸入以后,利用C++Builder技術對可執行命令流模板剪連,從而形成較為完備、合理的分析命令流文件,最終完成系統構件建模。
第三個努力方向:重新寫入命令流執行文件,形成可直接應用于ANSYS/LS.DYNA的求解器計算程序,經引擎調用以后,對ANSYS/LS.DYNA求解器進行適當調節。在此過程中,計算結果以數據或曲線形式反饋到人機交互界面。給予以上交互式程序的設計,在視窗界面上用戶通過輸入構件的外形參數、材料參數或者受載參數,可直接獲得系統仿真結果。一般而言,上述系統中的相關構件參數如下:扇形輪、滑輪厚度圓心以及外形尺寸參數和材料屬性參數,1、4代表扇形輪參數;2、3代表滑輪參數。駕駛桿截面積為矩形:O.02m×O.02m,輸出搖臂參數材料屬性參數與駕駛桿相同,只是位置參數不同,拉桿截面面積為0.06m2;駕駛桿、前拉桿輸出端相互連接在一起,扇形輪l上的(0,0.1,O)與后端節點相互連接;同時,后拉桿前端、扇形輪2上的(9,3.6,O)相互連接在一起;后端、輸出搖臂輸入點之間相互連接。從實踐來看,兩種拉桿的構成材料一致,而且材料參數以及滑輪材料等也基本一致。
3結語
本文在學習機械傳動動力學以及有限元數值仿真過程中,為了能夠有效適應傳動機構體系設計的動力學評估要求,初步設計了操縱系統的計算機輔助設計軟件集成平臺,可滿足飛機混合式機械操縱系統多樣性設計目的。
作者:羅俊 單位:景德鎮陶瓷學院