飞机着陆动力学建模与仿真分析

【类型】会议论文

【作者】李双宝  张博. 

【会议名称】第十九届全国非线性振动暨第十六届全国非线性动力学和运动稳定性学术会议摘要集

【日期】[2023

【关键词】 有限元 四分之一车辆模型 安全分析 着陆动力学 轮胎动力学

【摘 要】本文针对关乎航空安全的飞机着陆动力学,详细建立了一个新的七自由度飞机单轮着陆动力学模型和飞机单轮主起落架有限元模型,并提出一种新的航空轮胎仿真实验方法,进行着陆动力学仿真和安全分析。动力学模型中的航空轮胎被简化为通过三个弹簧阻尼连接的轮辋和带束环,以描述轮胎在不同着陆阶段的垂直、纵向和周向运动。结合橡胶磨损理论和牛顿第二定律对不同着陆速度和跑道条件下的胎面磨损和轮胎载荷进行数值计算。有限元模型中,首先利用Ogden模型描述轮胎橡胶中应力-应变之间的关系,并通过经验公式和静力学仿真分析对航空轮胎模型进行修正,然后基于隐式动力学算法仿真分析飞机在不同着陆速度下轮胎的承受载荷和变形情况,以获得轮胎变形、载荷的变化趋势以及飞机机身和轮胎的运动状态,并结合适航标准对轮胎安全状况进行分析。结果表明飞机在着陆过程中需要严格控制其降落速度,速度过大导致轮胎损伤甚至会造成人员伤亡,速度过小飞机滑移距离过大有冲出跑道的风险。