本科毕业设计论文
图4-16为主起支柱角速度曲线，，显然，仅有绕X轴方向（即转轴方向）的角速度，速度变化由作动筒速度决定。
图4-17 主起支柱速度曲线
图4-17显示了主起支柱绕X轴旋转，在Y轴方向和Z轴方向的速度变化趋势。
4.5小结
本章结合多体动力学基本理论，应用LMS软件，导入第三章建好的A320飞机起落架的数字样机模型，分别对该飞机前起落架和主起落架进行了运动学仿真，并针对仿真结果进行了分析。
本科毕业设计论文
第五章 A320起落架动力学仿真
5.1 多体动力学基本理论
机构在高速运转过程中，由于外力的作用，其运动状态和工作状态会发生很大的变化，诸如弹性变形、运动副的间隙会影响其运转精度，外载荷的变化会影响原动件的运动规律，不平衡质量会引起机械振动和噪声等，多体动力学一直是机构学中重点研究的内容。
机构的动力学分析主要是研究机构的运动和作用力之间的关系，与运动学分析一样，也分为正逆两类问题[14]。根据机构的外力、位形参数以及运动的初始条件来求解机构的运动，称之为动力学正解；反之，根据机构的运动状态来求解各驱动装置所需要的驱动力（或力矩），称之为动力学逆解。同时根据多体系统的划分，多体动力学的研究分为多刚体动力学和多柔体动力学：
（1）多刚体系统动力学侧重研究各构件刚性运动之间的相互作用及其对系统动力学行为的影响。
（2）多柔体系统动力学侧重研究构件变形与整体刚性运动之间的相互作用或耦合，以及耦合带来的系统动力学效应，可看作多刚体动力学和结构力学的综合和推广，根据研究的工程对象的不同，柔性多体系统大致可以分为：a系统或系统中的若干部件既有大的刚性运动又必须涉及其变形运动，其主要特征是两类运动相互影响、强烈耦合，是机构运动可靠性研究的主要领域；b大型柔性空间站，可以看作由多个刚性体和弹性体组成，而可以归结为一类特殊的结构动力学问题；c含充液腔的系统，属于刚－柔耦合动力学问题，研究晃动，等效，稳定性等问题。
多体动力学研究的范围很广，不但可以用于动态性能分析、动态仿真和控制算法设计，也可以为机械结构设计和实时控制系统设计提供合理的依据。目前，比较成熟的分析方法有拉格朗日法、牛顿－欧拉法、凯恩法、广义达朗贝法和有限单元法等等。但对于多自由度的机构系统来说，其动力学模型具有多变量、强非线性和强耦合性等特点，如何提高动力学求解的效率和效果是机构学今后的一个重要研究方向，其研究的难点和热点还包括： （1）齿轮动力学中的耦合振动、减振与降噪； （2）含有弹性构件的机构运动方程及求解； （3）含有变质量构件的机构运动方程及求解； （4）运动副间隙对机构运动精度和工作状态的影响；
本科毕业设计论文
（5）动力学仿真技术；
（6）动力学方程的非线性和耦合性。
机构的静力学分析主要是研究机构静止或是低速运动时输出构件所受的外力、外力矩与机构各驱动杆所受驱动力之间的关系。同运动学分析一样，静力学求解也包括了正解和逆解两方面，已知机构各主动关节的驱动力（或力矩），求解末端执行器所承受的外载荷（包括力和力矩），称之为静力学正解；反之，已知末端执行器所承受的外载荷，求解各主动关节的驱动力（或力矩），称之为静力学逆解。
5.2 A320起落架多体动力学仿真
对起落架收放运动进行动力仿真，首先需要分析起落架在收放运动过程中所受的载荷以及各种可能对收放运动产生影响的因素。 5.2.1 载荷定义 A.起落架收放载荷
在起落架收放过程中，收放机构（作动筒）的载荷是通过与所有其它载荷对起落架旋转轴力矩的平衡条件求得的。这些载荷包括：起落架的质量力、气流产生的迎面阻力、起落架运动的惯性力、摩擦力、上锁阻力等。如果带动护板机构还应包括护板机构传来的力。此外，还应包括机轮离地后引起的旋转陀螺力载荷。计算时要根据收放运动全过程选出其中最危险的载荷计算收放机构的强度
[2][5][15]
。
（1）质量力
质量力作用在转动零件的重心上，其方向始终指向地面。在稳定气流飞行的质量力Pm由下式确定
u*Gt （5-1） Pm?ng .d式中，Gt——转动部分重力；
ng.du——起落架收放时的使用过载。
（2）气动阻力
起落架各零件的气动阻力作用在压心上，且指向顺气流方向。
Pa,di?CXI*q*Si
（5-2）
式中，Pa,di——起落架各零件上的气动阻力;
CXI——起落架各零件上的阻力系数;
本科毕业设计论文
Si——起落架各零件在垂直于气流平面上的投影面积; q——速压。
q?12?0Vg.dmax2 （错？！） （5-3）
起落架阻力系数可按以下三部分计算：
a. 圆形截面的支柱，气流与支柱轴线垂直时，阻力系数cx0如表5-1：
表5-1 阻力系数cx0随机轮（错？支柱？！！）宽径比H/D的变化
H/D cx0 1 0.64 2 0.68 5 0.76 10 0.80 20 0.92 40 0.98 起落架收放过程中，支柱与气流夹角不断改变(图5-1)，在此情况下，支柱
阻力系数按下式计算：
Cxa?Cx0cos(1.225a) Cxa?Cx0cosa
当00?a?600 （5-4）
当a?600 （5-5）
b.机轮迎风阻力系数Cxw可按图5-2曲线查取，从Cxw?f(W/D)关系曲线可知，宽度W与直径D笔直越大，则Cxw越小。
对于双轮或多轮同轴起落架，Cxw与机轮空隙有关，当空隙大于机轮的宽度时，可按单论选取系数，否则Cxw将增大。
本科毕业设计论文
图5-1支柱相对于气流位置
图5-2不同宽径比机轮的阻力系数曲线 参考面积（S=WD)
c. .对于起落架轮叉、固定在起落架上的护板等零件，可按板的阻力系数计算：
Cxh?1.28
如果起落架沿展向收放时，则侧向气流的气动力（图5-3）计算可取侧滑角 为β=6°时的气动力：
Qi?CZi*q*sin? （5-6） 式中，CZi——零件侧向阻力系数；