飞机起落架机构设计及安全性分析开题报告
毕业设计（论文）开题报告
题目 飞机起落架机构设计及安全性分析
一、毕业设计（论文）依据及研究意义：
飞机的起落架是飞机起飞和着陆的重要装置，它在工作过程中承受着极大的冲击载荷，所以采用高强度钢或超高强度钢制作。起落架在长期使用的过程中，受到外界各种因素的影响，它的坚固程度会变差，甚至产生裂纹。本文针对起落架的焊接进行了深入的分析与研究，并在此基础上研究了完善和加强飞机起落架的焊接工艺与材料的焊接性，从而大大的降低了飞机起落架焊接时出现的问题并提高了其焊接质量。起落架是飞机起飞、着陆系统，对飞机的性能和安全起着十分重要的作用
起落架是飞机在地面停放、滑行、起飞着陆滑跑时用于支撑飞机重力，承受相应载荷的装置。简单地说，起落架有一点象汽车的车轮，但比汽车的车轮复杂的多，而且强度也大的多，它能够消耗和吸收飞机在着陆时的撞击能量。概括起来，起落架的主要作用有以下四个：
①承受飞机在地面停放、滑行、起飞着陆滑跑时的重力。
②承受、消耗和吸收飞机在着陆与地面运动时的撞击和颠簸能量。
③滑跑与滑行时的制动。
④滑跑与滑行时操纵飞机。
二、国内外研究概况及发展趋势 [来源：http://www.doc163.com]
起落架的收放机构运动复杂，起落架的收放，上、下位锁开锁和上锁，舱门的打开和关闭等均要正确匹配和协调，否则将会发生飞行事故。
我国开展了与起落架现代设计技术密切相关的专题研究，并取得了一大批研究成果，其中有些达到世界先进水平，如变油孔双腔缓冲器设计技术，飞机前轮防摆技术，飞机地面运动动力学分析技术，长寿命、高可靠性起落架设计及寿命评估技术，起落架结构优化设计技术，起落架收放系统仿真分析技术，起落架主动控制技术等，这些成果部分地应用于型号研制中，并取得了一定效果。许多学者与研究生在理论方面也开展了一系列研究工作。《起落架设计与评定技术指南》集中反应了我国近年来在起落架现代设计理论与方法方面的进展情况。但与国外相比，我国的大量研究成果是分散的，孤立的，没有作为模型、算法或程序模块集成于一套系统中，成为设计师的实用工具，更没有在高水平的硬件与软件平台上形成一套先进、实用、高效的起落架专业CAD/CAE软件系统，因而我国型号研制基本上仍是完全采用传统模式，费时、费力、耗资。
国内起落架的研究软件主要有南京航空航天大学和西北工业大学共同开发的起落架设计分析软件系统LCAE，功能比较强大，能进行结构布局设计、起落架机构运动分析或应力分析、有限元总体应力分析、变形及载荷分析、缓冲性能分析、损伤绒线分析、及破坏危险性分析。可以实现图形及文本的前处理功能、后处理功能、分析程序的过程处理功能。另外还有南京理工大学和沈阳飞机研究所的起落架设计专家系统ALGDES，它能进行结构布局设计和强度分析、系统空间位置造型仿真机干涉分析，它建立了起落架设计的知识表示形式和组织形式，即专家系统。北京航空航天大学和西北工业大学都做过起落架防滑刹车系统的机械装置和仿真软件。有人研究了飞机接地时所受到的加速度的计算方法[6]，介绍了最大过载对飞行、起落架和气动力参数的敏感性。从国外文献上来看，有的从动能的角度研究了起落架摆振，还有的对在各种条件下的起落架性能进行了仿真，主要是在载荷及变形方面给予仿真。
在起落架行业，国外在大力开展起落架理论与专题研究的基础上，发展和推广应用起落架现代设计技术。在与现代设计技术密切相关的起落架专业理论研究方面，国外从六十年代开始，己做了大量专题研究工作。如DAUTI等公司从六、七十年代起对起落架结构进行了大量实验与理论研究，在此基础上形成了一套行之有效的规范和方法。美国国家研究委员会(NRC)、朗利(Langly)研究所在七、八十代就已把有限元、模态分析技术、多体动力学和主动控制技术引入起落架问题研制中，提出了一系列新理论与分析方法。在可靠性方面，美、英、德等国的主要起落架生产厂商已分别拥有了自己的起落架可靠性设计体系，并应用于产品研制、生产中。这些起落架专题研究提供的先进理论成果，为国外起落架现代设计技术的开发与应用提供了专业理论支撑。在综合运用起落架先进理论研究成果与一般现代设计技术研究成果的基础上，国外早己开发出了一整套成熟的起落架现代设计技术及相应的起落架专业CAD/CAE一体化软件工具，并已推广应用于起落架产品研制中，取得巨大效益。德国航空宇航研究院在研制起落架中就开发与运用了起落架动态仿真与优化CAD/CAE集成软件系统SIMPACK。在研制的初步阶段，根据起落架的设计要求，由起落架的模型库滑跑、刹车、牵引、转弯等方面的动态力学数学模型，用计算机精确地模拟起落架的上述性能(以往都是大量的试验来确定研制中的起落架的性能)，然后再对一些主要部件进行最优设计。由于开发与应用了起落架现代设计技术，研制样品的费用与周期大为降低。意大利DAUTI公司70年代就已建立了起落架CAD/CAE系统，并应用于各种起落架产品研制中。 [资料来源：https://www.doc163.com]
从检索到的文献来看，在起落架仿真方面的研究主要都是集中在某一个机构或部件上的。比如缓冲器的缓冲性能分析、滑落摆振分析、防滑刹车的研究，但是在起落架一体化的运动特性仿真研究中，各个分布质量所受到的力、速度、加速度的大小等等动力学特性仿真研究却涉及的很少，而这些也是起落架整体特性的关键。有的虽然在起落架一体化仿真方面做过研究，但都仅限于结构布局设计，机构运动分析。
随着装备的导航、制导和控制精度的提高，要求制造出材料特殊(如高硬脆性、高强度、高弹性、高熔点等)、结构复杂、体积小、尺寸和形状精度高于0.1μm、表面粗糙度小于0.01-0.02μm的机载设备零件。为了适应上述要求，美、英、日等到发达国家在高速数控加工技术，亚微米级超精密加工和复合超精密加工技术，纳米级超精密加工技术和高强度、高硬度、高脆性材料加工技术等方面进行了大量的研究工作，很多研究成果已用于生产。微米级坐标镗床已进入生产线，0.1μm超精密加工机床和各种超精密加工方法已广泛应用于机载关键零件的批生产。单刃金刚石车削技术已用于激光晶体材料的加工，表面粗糙度可达0.001μm。用金刚石和立方氮化硼砂轮的高速缓进强力磨削，可对难加工功能材料进行高精密(微米级精度、0.1μm级表面粗糙度)无毛刺加工，能获得复杂几何形状和极佳的表面完整性。此工艺在美国已成为批生产加工技术，成批制造出各种功能材料的机载设备零件，如红外线或紫外光学系统、激光陀螺系统、微波管、光纤器件中的零件。
近年美国又研制出激光微细加工中心，该加工中心的视觉系统能提供加工过程的连续影像，并自动寻找、对准、测量和修正加工对象，加工精度可达百分之几微米以内。该激光微细加工中心还适用于硬脆材料(如氧化铝、碳化硅)加工，蚀刻线宽度0.25μm，打孔直径小于75μm，还可对各种材料的裸芯多芯电缆和光纤进行焊接，标志着功能材料的加工技术达到了新的水平。
20世纪90年代末，面临装备研制周期短、产品更新快、品种增多、批量减少和动态多变的市场，装备的质量、价格和交货期已成为增强飞机制造企业竞争力的3个决定性因素。
三、研究内容及实验方案
研究内容：
①飞机起落架的布置形式；
②起落架的收放系统设计；
③起落架零组件强度计算；
④飞机前起落架的运动仿真
实验方案：
①收集有关资料，编写开题报告；
②翻译外文资料
③ 熟悉LMS Virtual.lab软件的应用
④学会飞机起落的运动学仿真
⑤编写毕业生论文
四、目标及工作进度
①目标：
熟悉起落架的各种结构形式及收放方式，尤其是A320飞机起落架的收放机构的功能原理和收放运动过程；
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掌握软件CATIA和LMS的应用，熟悉结合多个设计平台的设计方法；
根据模型参数，对A320飞机起落架系统进行运动学仿真，并对仿真结果进行分析；
②工作进度：
开题报告 第1周——第2周
飞机起落架的布置形式 第3周——第5周
飞机起落架的收放系统 第6周——第7周
起落架零件组强度计算 第8周——第9周
A320前起落架运动仿真 第10周——第11周
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资料翻译（不少于6000字） 第12周——第13周
毕业论文整理及答辩准备 第14周——第15周
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五、参考文献
[1]、孙桓等主编。机械原理。高等教育出版社，2001
[2]、孙靖民主编.机械优化设计.第三版.北京：机械工业出版社，2005
[3]、方世杰，綦耀光主编.机械优化设计.北京：机械工业出版社，1997.2
[4]、王昆等主编. 机械设计课程设计手册.北京：机械工业出版社，2004
[5]、曹维庆等主编。机构设计。机械工业出版社，2000
[6]、冯远生主编。飞机结构设计。国防工业出版社，1985
[7]、丽正能主编。飞机部件与系统设计。北京航空大学出版社，2003
[8]、王志瑾主编。飞机结构设计。国防工业出版社，2007
[9]、Shigley JE,Uicher JJ.Theory of machines and mechanisms.New
York:McGaw-Hill Book Comepany,1980
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