飞行器机构可靠性分析技术及应用

飞行器机构可靠性分析技术及应用

张建国1 , 刘英卫2 , 苏　多1
(11 北京航空航天大学工程系统工程系, 北京　100083)
(21 江西蓝天学院机械系, 江西南昌　330098)

Analysis Techniques for Aerocraft Mechanism Reliability and Application

摘　要: 针对机构可靠性进行了系统分析研究,提出了机构可靠性研究的内涵,明确了机构运动可靠性、机构强度可靠性和机构系统可靠性的内容。综合分析了机构可靠性涉及的理论和方法,初步分析了涉及不同学科的协同设计仿真的关键技术,并系统的给出了机构可靠性分析仿真软件平台方案。最后,针对某型飞机升降舵操纵机构进行了应用研究。
关键词: 机构; 可靠性; 运动; 计算机仿真; 飞机升降舵
中图分类号: TB11413 　　　文献标识码: A

Abstract : Af ter studying the mechanism reliability problem systematically , the intension of mechanism reliability is identified , and it includes the moving reliability , st rength reliability and system reliability1 Then the theory and methods of mechanism reliability are defined , and the key technologies are put forwards1 At last , the sof tware scheme of the mechanism reliability simulation is defined , and a case of an elevator cont rol mechanism is presented.
Key words : mechanism; reliability ; moving ; computer simulation ; elevator
　　目前,机械产品可靠性的研究和应用远远落后于电子产品,而机构运动可靠性问题又是机械可靠性中的难点和薄弱环节,这是因为机构运动可靠性涉及到机构多体动力学、应力和变形分析、间隙动力学问题,以及磨损和润滑、疲劳和腐蚀等时变因素,需要综合多个学科,进行协同设计和分析。
1 　机构可靠性研究内容和方法
如前所述,机构是航空、航天飞行器的重要组成部分,机构运行过程中在传递载荷的同时,还要实现并满足规定的运动功能要求。因此,机构可靠性问题除需要考虑满足机械结构承受载荷的功能外,还需要考虑满足运动功能,即运动可靠性问题;另外,从可靠性工程方面,机构可靠性问题还包括机构系统可靠性和故障分析技术等。机构可靠性研究内容见图1 。
按照机构可靠性研究内容,进行机构可靠性分析理论和方法的划分(见图2) 。工程实际机构可靠性问题的复杂性,决定了其分析理论方法的综合性和协同性,许多方面都需要进行专题分析和研究;如多体动力学和强度的协同设计分析,多体动力学、机械应力和热应力的协同设计分析;考虑磨损/ 腐蚀的多体动力学分析方法;碰撞/ 冲击对机构运动可靠性的影响等。

2 　机构可靠性数字仿真技术

3 　工程实例分析
以某型飞机升降舵操纵机构为例,利用ADAMS 软件建立机构模型,进行多体动力学和运动学分析,并利用ANSYS 软件对其中柔性杆件进行了强度分析,研究其满足飞机飞行品质状况的可靠性。