Cessna172R飞机前轮摆振故障浅析及措施

Cessna172R飞机自引进以来，飞机前轮在滑跑过程中多次出现前路摆振，而前轮摆振对飞行安全及飞机结构件均会构成较为严重的威胁。文章通过介绍Cessna172R飞机前起落架系统结构和工作原理、分析引起前轮摆振的因素及原因，提出有效的解决措施，提高前轮摆振故障排除效率，同时能提高前起落架系统维护的可靠性，保证飞机运行安全。     

柔性起落架间隙型摆振动力学分析

针对某型飞机在服役过程中出现的起落架间隙型摆振问题,基于起落架柔性多体动力学模型,采用L-N(Lankarani-Nikravesh)接触理论建立了含间隙旋转副、球副动力学子模型,并采用起落架动力试验的结果对模型进行效验;定义了间隙位置对起落架间隙型摆振的影响分类;然后研究了运动副副元素刚度、运动副间隙大小以及飞机滑跑速度对起落架间隙型摆振的影响.结果表明:转环与上扭力臂处和支柱与下扭力臂处间隙对机轮低频摆振影响要比扭力臂间间隙影响大,但对起落架摆振影响都属于第一类.轮毂轮轴间间隙影响机轮高频摆振,对起落架摆振的影响属于第二类;在设计范围内,运动副副元素弹性模量越小,机轮摆角、运动副间碰撞接触力越小;运动副间隙越大,摆角越大.飞机滑跑速度越大,机轮摆角越小.研究结论可为间隙型摆振的发生机理和防摆设计提供研究途径.     

前轮自激摆振分岔特性研究

根据非线性理论研究了某非独立悬架汽车前轮自激摆振的分岔特性.利用非线性系统Hopf分岔发生的条件编制计算自激摆振分岔车速的MATLAB程序,绘制了不同转向结构参数、轮胎结构参数以及前轮定位参数对应的右车轮摆角幅值随车速变化的分岔图,分析了各参数对自激摆振的影响.结果表明,某些参数变化导致自激摆振发生时最大振幅所对应的车速改变;转向机构刚度、轮胎侧偏刚度和拖距对自激摆振的幅值影响较大.     

前轮定位参数对汽车前轮摆振的影响

以大客车为研究对象,从指导汽车维修角度建立了前轮定位参数影响作用的汽车前轮摆振数学模型,以及轮定位参数对汽车前轮摆振影响进行数值计算,路试和汽车修理实践验证了研究结果的正确性。研究结果对排除非独立悬架汽车前轮摆振故障具有指导作用。     

基于ADAMS的舰载机起落架摆阵稳定性仿真分析

针对航母舰载机着陆过程中的一定振动问题,首先研究了支柱的耦合角度、结构扭转和侧摆的柔性,并结合刚柔耦合理论研究了轮胎的耦合系数和地面作用特性。然后根据动力学原理,建立了航母舰载机前起落架的摆振动力学方程。此外,运用CATIA 3D建模和ADAMS动力学仿真分析建立舰载机起落架数字样机仿真模型。以起落架轮胎的刚度和阻尼材料参数为研究对象,得到了不同阻尼模式和不同承载条件下的扭转、侧坡自由度、应力变化的时间响应曲线。比较了各种吸振阻尼材料在刚柔耦合作用下的影响,以及相互组合后的材料对阻尼吸振器的影响。研究结果显示,航母舰载机飞行器的仿真效果平稳,无振动。线性吸振阻尼和方形吸振阻尼具有更好的阻尼吸振效果,可以更快地吸收和耗散摆振的振动能量,从而不会产生过大的阻尼扭矩。     

前轮摆振机理分析

轮胎的能量反馈是前轮摆振发生的主要原因,对应于车轮摆振的试验工况建立了摆振动力学模型并进行了仿真研究,分析了摆振中地面施加给轮胎的侧向力及回正力矩在非等幅运动中所做的功,从路面-轮胎系统体现出的负阻尼特性阐述了前轮摆振发生及发展的机理。     

车辆转向轮摆振原因及控制

车辆行驶时转向轮经常会发生绕前轮定位主销以一定频率和振幅左右摆振的现象．前轮摆振有诸多危害，如影响车辆行驶安全性，使前轮定位轴套及轮胎异常磨损等．因此，分析研究发生摆振的原因及防止摆振的方法是很有必要的．     

轮胎力学特性对飞机前轮摆振的影响分析

应用Smil1ey轮胎力学理论建立了轮胎力学特性模型，以该模型为基础，研究了轮胎侧向刚度和轮胎充气压力对飞机前轮摆振的影响。结果表明：轮胎侧向刚度和轮胎充气压力是影响飞机前轮摆振的重要参数，增加轮胎侧向刚度对摆振不利，增加轮胎充气压力有利于防止摆振。     

中卡制动抖动的分析

为了消除某畅销型号中卡在制动过程中产生的前轮摆振现象,提高车辆的操纵稳定性和行驶安全性,文章通过整车的变数试验和制动器台架试验,对该型号中卡的前轮摆振现象的产生机理及其振源进行了分析;试验和分析的结果表明,制动时前轮摆振是车辆制动过程中制动力矩波动造成的,与制动器结构有关,可以通过改进制动器的结构来消除制动时的前轮摆振.     

前轮主销后倾角对汽车自激摆振影响研究

文章为了获得前轮主销后倾角对汽车自激摆振影响的机理,以国产某型非独立悬架汽车为样车,建立了考虑主销后倾角产生转向系附加刚度的摆振系统三自由度模型,选用了Pacejka H.B.轮胎模型对样车自激摆振动力学行为进行数值分析。在后倾角α=4°时,不考虑后倾角α产生的转向附加刚度时样车自激摆振速度区间为34～92km/h;考虑后倾角α产生的附加刚度时样车自激摆振速度区间为41～76km/h,表明α产生的转向附加刚度有减小自激摆振速度区间的功能,但随着α增加,样车自激摆振速度区间加大。     

汽车转向轮摆振的稳定性和分叉特性

以三自由度前桥转向轮模型为对象，用常微分方程稳定性理论和动力系统理论，对其摆振稳定性及分叉特性进行了研究，找到了引起摆振和减小摆振幅值的敏感参数，并首次通过理论分析发现，当参数设计合理可彻底消除自激振动摆振，当参数设计不合理时有二次摆振现象。     

后轮随动转向车辆非线性动力学特性研究

向后轮随动转向系统中引入一种黏弹性参数可变的黏弹性材料,以替代传统的橡胶衬套;基于黏弹性材料的分数阶本构模型,以及具有饱和特性的非线性魔术轮胎模型,建立了随动转向车辆的三自由度分数阶动力学模型;根据给定的车辆参数,利用MATLAB软件仿真研究了随动转向车辆的横向动力学行为。研究结果表明:在一定的参数条件下,随着车速的提高,后轮随动转向角发生了Hopf分岔现象;当车辆的行驶速度超过某个阈值时,随动转向车辆将发生明显的摆振,后轮随动转向角和车辆横摆角速度时间历程曲线均呈现出具有两个稳定幅值的周期振动,随动转向角相图上出现了两个极限环;后悬架中引入的黏弹性材料参数对随动转向车辆的非线性动力学行为具有明显的影响。该研究为后轮转向车辆横向动力学行为的半主动控制奠定了理论基础。     

道岔区轮轨间隙动态变化特性研究

轮轨间隙对车辆顺利通过道岔具有十分重要的作用．在车辆-道岔系统动力学模型基础上,利用道岔区钢轨空间布置和轮轨接触几何关系,分析了护轨对轮轨间隙的限制作用和对轮对冲击心轨的防护机理,研究了道岔区轮轨间隙动态变化特性,轮轨间隙与轮对横移量、轮轨横向冲击力、轮轨接触角之间的关系,以及轮轨间隙变化对车辆过岔运行安全性和道岔系统稳定性的影响特性．结果表明,轮轨间隙不仅与轨距和钢轨动态横移量有关,而且与轮对横移量密切相关,且当间隙过小时轮轨间将发生横向冲击振动;设置护轨有利于防止轮对冲击心轨,并使得轮对能够顺利通过岔心;另外,为使车辆能够顺利通过道岔,在允许的情况下可以适当增大转辙区轨距,但心轨区轨距最好保持标准值．     

前轮摆振机理再分析

轮胎的侧偏力学特性是前轮摆振发生的主要原因。通过比较两种都带轮胎侧偏特性的不同轮胎运动方式,对比分析两种运动的轮胎力做功,解释为什么轮胎力做功不同;从而说明轮胎在摆振运动中做正功,不断吸收能量体现轮胎负阻尼特性,所以发生轮胎自激型摆振。