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动。
图4-1为LMS Motion模块启动后界面图。LMS与CATIA V5 R18无缝集成,整个界面分两部分,上面的Links Manager部分,连接着CATIA模块部分,激活此模块,可以进行CATIA里面的一切操作,如零件设计、草图编辑,装配等。下面的Analysis Model是LMS的模块部分,切换到此模块可以进行运动学仿真的一切操作,如添加运动副,加载驱动,生成曲线等。
图4-1 LMS Motion模块界面图
在LMS的Motion模块中按照 导入模型/装配体→定义体→添加运动副→添加驱动→求解→结果仿真的步骤来模拟起落架收放系统的运动。
4.3.1.A320前起落架运动仿真
首先导入已经建好的起落架零部件模型。不要一次性全部导入,否则可能由于零部件过多造成整个界面的混乱。将插入的零部件再定义成Motion里面的体。
定义体的时候最好最好按由上自下的方法插入部件,部件最好是跟前面插入的部件存在装配关系,这样可以边插入边装配,避免所有部件插入之后再装配造成的混乱。这里并不在CATIA模块进行装配,因为在CATIA模块装配的话可能造成约束关系重复,收放运动时应具备的自由度可能就被约束住了。这些约束在装配时可以随意调整各个零件在装配件中的位置,使装配图能够充分反映各个零件的位置和作用。但在运动模拟时,这些“多余”的约束则会影响起落架收放系统运动过程的模拟,使得模拟过程出错。由于装配过程中的约束凌乱而繁多,所
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以这里选择在创建运动副时再重新生成约束,而不进行单独的装配。
根据A320前起落架收放系统的运动形式和各零件的之间的关系,定义合适的运动副,其中有旋转副、圆柱副、固定副、平移副等21个运动副。所有的运动副都加好后,其自由度应等于2(DOF=2),装配过程中的各零件之间的约束也同时生成。约束加载完成后的界面如图4-2所示。
图4-2 前起体全部定义完成及约束加载完成后的界面
由于添加运动副形成的约束关系不能完全反映各个零件的位置和约束约束。比如活塞杆和支柱之间是平移副的关系,但是仅添加平移副不能确定活塞杆顶端在支柱内的位置,这时可以使用CATIA里面的操作按钮
进行平移、旋转等操
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作来调整各个构件的位置,为了精确控制某些构件的精确的位置关系,还可以使用CATIA装配约束里面的偏移、角度等约束进行控制。
完成了运动副的创建和起落架各构件位置确定工作后,定义驱动使前起落架完成收放运动。由于前起在收起过程中,减震器会伸长,所以定义两个驱动: 一是使起落架收放的液压作动筒的驱动。因为起落架的收放是一个加速-恒速-减速的过程,为了真实地模拟起落架的收起的过程,这里选择给液压作动筒施加一个作动筒活塞杆沿轴向方向的One-body Velocity Drive,Fuction选择New Spline Curve,Spline Curve参数选择如图4-3,采用线性(linear)插值,这样使作动筒活塞杆的运动同样为一个加速-恒速-减速的过程,显然要比添加作动筒的平移副的恒速驱动要合理。作动筒活塞杆沿轴向方向速度曲线图如图4-4,经过线性插值后,0s和9.5s时刻速度均为0,达到设计要求。
图4-3 前起作动筒Spline Curve Curve Data设置
图4-4 前起作动筒活塞杆沿轴向方向速度曲线图
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二是使减震器伸长的驱动,前起减震器的整个行程为0.43米,起落架收起时伸展行程取为0.14米,驱动添加类型取为Two-Body Position Drive,可以对减震器的伸展行程进行精确地控制,Fuction选择New Spline Curve,Spline Curve参数选择如图4-5。采用CIBIC三次插值,这样减震器初始运动速度为0,完全伸展后速度也为0,较为合理。减震器活塞杆沿轴向位移曲线图如图4-6,经过线性插值后,0s和9 s时刻速度均为0,达到设计要求。
图4-5 前起减震器Spline Curve Curve Data设置
图4-6 前起作动筒活塞杆沿轴向位移曲线图
驱动定义好后,进行求解,设置仿真时间(Ending Time)为10s,Print Interval为0.05s,点击Compute Solution 按钮进行求解。 没有弹出Error错误对话框则求解完毕,可以进行结果仿真了。点击Animate
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按钮,弹出仿真对话框。点击Parameters
按钮,在采样步长Sampling Step
按钮。通过
填0.05s,关闭player parameters设置对话框,点击Play Forward 系统完全收上界面如图4-7所示。
仿真我们可以看到前起向前收起,同时活塞杆沿主支柱轴向伸展运动。前起落架
图4-7 前起落架系统完全收上界面图
最后进行仿真结果分析。LMS里面可以显示任何一个部件相对于笛卡尔坐标系或者欧拉坐标系的加速度、速度、角度、角速度、角加速度等各种运动学参数。图4-8为作动筒活塞杆相对于全球坐标系中相对于各坐标轴和原点的速度。(实线为相对于原点的曲线,虚线为X轴方向的曲线,点划线为Y轴方向的曲线,双点划线为Z轴方向的曲线,下同)