【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于直升机结构强度设计，具体涉及一种支柱式起落架结构有限元建模方法和装置。
技术介绍
1、起落架结构将着陆及地面运转时的大载荷传递至机身，是直升机的关键部位，起落架设计得太弱会影响直升机的着陆安全，设计得太强则会造成重量上不必要的浪费，因此如何有效快速地对起落架进行强度计算是非常关键的。
2、传统的起落架强度分析一般是将起落架进行力学模型简化，采用工程算法计算各点载荷，其缺点是：第一，计算方法比较繁复，花费时间长；第二，简化计算方法与实际受载不符，易导致载荷丢失；第三，工程算法不易找出部件的薄弱部位。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是提供一种支柱式起落架结构有限元建模方法和装置，借助patran有限元分析软件，对起落架结构建立细致的有限元模型并模拟真实的传力及施加真实的边界条件，以获得更准确的起落架强度计算结果。
2、本专利技术第一方面提供一种支柱式起落架结构有限元建模方法，包括：
3、步骤一、在预设坐标系内，采用四面体实体单元tet10建立起落架的轮叉、内筒、外筒、防扭臂的有限元模型；
4、步骤二、采用有限元刚体元连接轮叉、内筒、外筒、防扭臂的有限元模型，并设置钢体元的自由度，得到起落架结构的有限元模型。
5、可选的，轮叉与内筒筒壁的有限元模型通过2个rbe3单元和1个beam单元连接，其中1个rbe3单元的单点仅约束ux、uy、rx、ry，放开uz、rz自由度；rbe3单元属于有限元分析软件中多点约束范畴
6、轮叉端面与内筒凸肩处通过2个rbe3单元和1个beam单元连接，其中1个rbe3单元的单点仅约束uz，放开其余自由度；
7、锁销处通过2个rbe2单元和1个beam单元连接，其中1个rbe2单元的单点仅约束ux，放开其余自由度；rbe2单元为有限元分析软件中的刚性单元，用于实现将2个零件连为一体；
8、内筒通过2个衬套与外筒内壁接触，每个接触区域分别通过2个rbe3单元和1个beam单元连接，其中1个rbe3单元的单点仅约束ux、uy，放开其余4个自由度；内筒顶部与外筒顶部之间通过2个rbe3单元和1个beam单元连接，其中1个rbe3单元的单点仅约束uz，放开其余自由度；
9、防扭臂与内筒、外筒耳片连接处通过rbe2单元和beam单元连接，放开beam单元的转动自由度；
10、外筒与机身结构连接双耳处建立rbe2单元，约束rbe2单点的ux、uy、uz自由度；外筒与机身结构连接筒壁处建立rbe2单元，约束rbe2单点的ux、uy自由度。
11、可选的，内筒的轴向与预设坐标系的z轴方向一致，轮轴的轴向与预设坐标系的y轴方向一致，直升机逆航向方向与x轴方向一致。
12、可选的，ux、uy、uz、rx、ry、rz分别为x、y、z方向的平动自由度、转动自由度。
13、本专利技术第二方面提供一种支柱式起落架结构有限元建模装置，包括：
14、建模单元，用于在预设坐标系内，采用四面体实体单元tet10建立起落架的轮叉、内筒、外筒、防扭臂的有限元模型；
15、连接单元，用于采用有限元刚体元连接轮叉、内筒、外筒、防扭臂的有限元模型，并设置钢体元的自由度，得到起落架结构的有限元模型。
16、可选的，轮叉与内筒筒壁的有限元模型通过2个rbe3单元和1个beam单元连接，其中1个rbe3单元的单点仅约束ux、uy、rx、ry，放开uz、rz自由度；rbe3单元属于有限元分析软件中多点约束范畴，用于实现从一个节点向多个节点力的传递，beam单元为有限元软件中的梁单元，用于实现对直线段结构且其截面为简单几何形状的模拟；
17、轮叉端面与内筒凸肩处通过2个rbe3单元和1个beam单元连接，其中1个rbe3单元的单点仅约束uz，放开其余自由度；
18、锁销处通过2个rbe2单元和1个beam单元连接，其中1个rbe2单元的单点仅约束ux，放开其余自由度；rbe2单元为有限元分析软件中的刚性单元，用于实现将2个零件连为一体；
19、内筒通过2个衬套与外筒内壁接触，每个接触区域分别通过2个rbe3单元和1个beam单元连接，其中1个rbe3单元的单点仅约束ux、uy，放开其余4个自由度；内筒顶部与外筒顶部之间通过2个rbe3单元和1个beam单元连接，其中1个rbe3单元的单点仅约束uz，放开其余自由度；
20、防扭臂与内筒、外筒耳片连接处通过rbe2单元和beam单元连接，放开beam单元的转动自由度；
21、外筒与机身结构连接双耳处建立rbe2单元，约束rbe2单点的ux、uy、uz自由度；外筒与机身结构连接筒壁处建立rbe2单元，约束rbe2单点的ux、uy自由度。
22、可选的，内筒的轴向与预设坐标系的z轴方向一致，轮轴的轴向与预设坐标系的y轴方向一致，直升机逆航向方向与x轴方向一致。
23、可选的，ux、uy、uz、rx、ry、rz分别为x、y、z方向的平动自由度、转动自由度。
24、本专利技术提供一种支柱式起落架结构有限元建模方法和装置，采用本专利技术方法分析起落架可获得更准确的部件应力和连接载荷，得到各部件的薄弱点，更有利于进行减重优化工作；相比于用工程算法计算提高了计算准确性且节省了时间；给出了起落架结构有限元建模的要点及方法，适用于各种支柱式起落架强度分析。
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1.一种支柱式起落架结构有限元建模方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，轮叉与内筒筒壁的有限元模型通过2个RBE3单元和1个BEAM单元连接，其中1个RBE3单元的单点仅约束Ux、Uy、Rx、Ry，放开Uz、Rz自由度；RBE3单元属于有限元分析软件中多点约束范畴，用于实现从一个节点向多个节点力的传递，BEAM单元为有限元软件中的梁单元，用于实现对直线段结构且其截面为简单几何形状的模拟；
3.根据权利要求1所述的支柱式起落架结构有限元建模方法，其特征在于，内筒的轴向与预设坐标系的Z轴方向一致，轮轴的轴向与预设坐标系的Y轴方向一致，直升机逆航向方向与X轴方向一致。
4.根据权利要求1所述的起落架结构有限元建模方法，其特征在于，Ux、Uy、Uz、Rx、Ry、Rz分别为x、y、z方向的平动自由度、转动自由度。
5.一种支柱式起落架结构有限元建模装置，其特征在于，包括：
6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，轮叉与内筒筒壁的有限元模型通过2个RBE3单元和1个BEAM单元连接，其中1个RBE3单
7.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，内筒的轴向与预设坐标系的Z轴方向一致，轮轴的轴向与预设坐标系的Y轴方向一致，直升机逆航向方向与X轴方向一致。
8.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，Ux、Uy、Uz、Rx、Ry、Rz分别为x、y、z方向的平动自由度、转动自由度。
...【技术特征摘要】
1.一种支柱式起落架结构有限元建模方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，轮叉与内筒筒壁的有限元模型通过2个rbe3单元和1个beam单元连接，其中1个rbe3单元的单点仅约束ux、uy、rx、ry，放开uz、rz自由度；rbe3单元属于有限元分析软件中多点约束范畴，用于实现从一个节点向多个节点力的传递，beam单元为有限元软件中的梁单元，用于实现对直线段结构且其截面为简单几何形状的模拟；
3.根据权利要求1所述的支柱式起落架结构有限元建模方法，其特征在于，内筒的轴向与预设坐标系的z轴方向一致，轮轴的轴向与预设坐标系的y轴方向一致，直升机逆航向方向与x轴方向一致。
4.根据权利要求1所述的起落架结构有限元建模方法，其特征在于，ux、uy、uz、rx、ry、rz分别为x、y、z方向的平动自由...
【专利技术属性】
技术研发人员：孙阔，李林杰，潘江华，张文军，曹欣，马亚洲，杨林河，
申请(专利权)人：中国直升机设计研究所，
类型：发明
国别省市：
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