一种混掺气泡的起落架减摆器阻尼力分析方法

技术领域

本发明属于航空结构强度设计领域，特别是涉及一种混掺气泡的起落架减摆器阻尼力分析方法。

背景技术

起落架摆振是飞机研制与使用过程中的一种严重故障。飞机在滑跑过程中一旦发生摆振现象，不仅能导致机身摇晃或局部部位的共振，影响飞行员的正常操纵，而且可以引起减摆器拨杆、传动机构、壳体及其固定装置和起落架、机身结构的部分断裂、机轮和轮胎的损毁、甚至引起飞机失事。

减摆器液压系统在大气压力环境下工作,因此减摆器中容易混入空气。在液压系统中,油液作为传递动力的介质,在没有空气混入的情况下,其压缩率约为(5～7)*10

目前国内未在设计中考虑气泡对减摆器的影响，本文提出了一种研究减摆器油液中气泡影响的方法，为飞机减摆器的设计提供指导。

发明内容

发明目的：提供一种混掺气泡的起落架减摆器阻尼力分析方法，以解决飞机起落架摆振分析计算的技术问题。

技术方案：

第一方面，提供了一种混掺气泡的起落架减摆器阻尼力分析方法，包括：建立减摆器分析模型；在所述物理模型中加入气泡模型得到混掺气泡的减摆器分析模型；利用混掺气泡的减摆器分析模型进行分析得到气泡对减摆器阻尼力的影响关系。

进一步地，建立减摆器物理模型具体为：确定减摆器结构参数，根据所述结构参数建立减摆器模型，所述结构参数包括左油腔直径，柱塞直径，油腔长度，右油腔直径，柱塞直径，油腔长度，油孔直径。

进一步地，减摆器物理模型包括左侧油腔3、右侧油腔4、以及将左侧油腔3和右侧油腔4连通的油孔8。

进一步地，所述气泡模型为气泡气腔和气泡油腔，气泡气腔的柱塞和气泡油腔的柱塞连接。

进一步地，在所述物理模型中加入气泡模型得到阻尼力分析模型，具体包括：添加气泡模型使得左侧油腔3通过第一油路和第三油路与气泡油腔6连通，气泡气腔5的柱塞和气泡油腔6的柱塞连接，气泡油腔6与左侧油腔3压力相同；左侧油腔3还通过第一通路和第二通路与右侧油腔4连通，第二通路上设置有油孔8。

进一步地，在所述物理模型中加入气泡模型得到阻尼力分析模型，还包括：加入热交换系统7，使得热交换系统7同时与左侧油腔3、右侧油腔4、气泡油腔6和气泡气腔5同时热交换。

进一步地，所述气泡气腔5的体积等于减摆器中气泡大小，气泡气腔的截面积等于气泡油腔截面积。

进一步地，所述气腔为柱状气腔。

进一步地，利用阻尼力分析模型进行分析得到气泡对阻尼力的影响关系具体为：当左侧油腔3压缩时，内部油压增加，一部分油液从左侧油腔3经第一通路和第三通路进入气泡油腔6，气泡油腔6柱塞向下运动带动气泡气腔5柱塞向下运动，对气腔内气体进行挤压直至达到压力平衡，一部分油液经过油孔进入右侧油腔4，减摆器的力为左侧油腔3压力与右侧油腔4压力之差。

有益效果：

本发明以减摆器真实结构参数为依据，通过建立混掺气泡的减摆器分析模型，研究其减摆阻尼力的变化，评估对飞机摆振的影响，提高了起落架设计的效率和准确性。

附图说明

图1减摆器结构示意图；

图2减摆器分析模型；

图3混掺气泡的减摆器分析模型。

其中，位移信号1、力传感器2、左侧油腔3、右侧油腔4、气泡气腔5、气泡油腔6、热交换系统7、油孔8。

具体实施方式

根据本发明实施的一种油液中混掺气泡对减摆器阻尼力影响的分析方法，包括：在液压分析软件中建立减摆器分析模型，模型包括主要的结构参数，如左侧油腔3直径为Dp1，柱塞直径为Dr1，油腔长度L1，左侧油腔4直径为Dp2，柱塞直径为Dr2，油腔长度L2，油孔8直径Dh，设置位移信号1，力传感器2，其他部件可以忽略；在减摆器分析模型中加入气泡模型，气泡模型的初始压力和油腔中油液的初始压力相同，气泡体积V对减摆器的阻尼力影响较大，需要重点关注；确定气泡模型的参数，建立将气腔长度设置为10mm，气腔的直径为

包括以下步骤：

1、确定减摆器结构详细参数

首先，根据起落架结构减摆器结构设计，确定模型所需的参数，包括油腔直径、柱塞直径、油腔长度、油孔8直径。

以图1所示结构为例，左侧油腔3直径为Dp1，柱塞直径为Dr1，油腔长度L1，右侧油腔4直径为Dp2，柱塞直径为Dr2，油腔长度L2，油孔8直径Dh。

2、建立起落架减摆器分析仿真模型

可在液压仿真软件中建立减摆器分析仿真模型，填入参数，具体形式参考图2。

3、在两个油腔之间添加气泡的气腔

在左右两个油腔之间添加气泡气腔5、气泡油腔6和热交换系统7，具体形式参考图3。

依据减摆器中气泡大小或者设计变量确定减摆器中气泡体积Vmm3，气腔1气腔长度设置为10mm，气腔直径设置为

当左侧油腔压缩时，内部油压增加，一部分油液从左侧油腔3经管道1进入气泡的油腔，对油腔进行挤压，直至达到压力平衡，一部分油液经过油孔8进入右侧油腔4，减摆器的力由气泡的静压力和油孔8产生的阻尼力共同组成。

当油液运动和气泡被压缩时，油液和气泡的温度会升高，并且气泡的温度高于油液温度，通过热交换系统7，气泡的热能传递给油液，气泡温度降低，气泡体积随之减小，提高了计算精度。

4、分析油液中混掺气泡对减摆器阻尼力的影响。

气泡对左侧油腔3的压力P1和右侧油腔4的压力P2产生影响，减摆器的阻尼力F如下：

F＝P1×π×(Dp1