分析直滑襟翼机构_机械制造论文

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1、 分析直滑襟翼机构_机械制造论文 机械制造论文襟翼的收放主要用以增加升力、缩短起飞着陆滑跑距离。而襟翼的收放需通过襟翼运动机 构实现,襟翼运动机构有直滑轨式、曲滑轨式、铰链式以及复杂四连杆式等型式。直滑轨式 襟翼运动机构的优点是机构形式简单、传力路径明确有效、以及可以在小的下偏角度下提 供大的富勒后退量和显着的缝道。直滑轨式襟翼运动机构已成功应用于 A320、A330/340 等飞机13,襟翼作为飞机上的增升装置,其机构运动精度的高低,也即襟翼完成指定偏转角 度的准确程度,极大地影响了飞机增升性能的正常实现4,5。目前,针对机构运动精度可靠性的研究,主要涉及机构运动链中的速度和加速度的概率特性

2、 分析6,机构运动精度理论的发展主要表现为众多学者在制造、装配、运动副间隙等方面进 行了较为深入的研究711,而针对直滑轨式襟翼运动机构的可靠性建模与分析尚未见到有 文献报道。鉴于直滑轨式襟翼运动机构已在飞机上获得了成功应用,有必要对该类机构开展 运动精度可靠性研究。本文所提出的直滑轨式襟翼运动机构可靠性分析方法,即把杆长、输 入角考虑成随机变量,提出直滑轨式襟翼运动机构运动精度可靠性分析模型和具体的分析计 算方法。1 直滑轨式襟翼运动机构组成及工作原理直滑轨式襟翼运动机构简化图如图 1 所 示。图 1 中,AB 为驱动连杆、B 为摇臂、D 为襟翼本体、DE 为连接耳片、BE 为虚拟杆。襟 翼

3、偏转时,驱动连杆 AB 提供作动力,带动摇臂 B 运动,然后摇臂 B 带动襟翼本体沿着直滑轨边 后退边下偏运动。2.型为偏心曲柄滑块模型,如图 3 所示。图中实线 ABE 表示襟翼初始运动位置,虚线位置为 襟翼偏转到某一角度时,直滑轨式襟翼运动机构所到达的末位置(此时 AB与水平线夹角为1)。假设曲柄 AB=L1,连杆 BE=L2,偏心距为 L3。由运动学分析可知由图 1 可知,摇臂 B 与襟 翼 D 固接,襟翼 D 又与连接耳片 DE 固接,因此 BDE 为一刚体,虚拟杆 BE 的运动可表示襟翼的 运动,襟翼 D 偏转的度数即是虚拟杆 BE 偏转的度数。因而图 1 可简化为一个曲柄滑块机构,

4、 如图 2 所示。式中:3 为襟翼运动机构初始位置时驱动连杆 AB 与水平线的夹角,为一定值;4 为襟翼偏转一定角度时驱动连杆 AB 偏转的角度。1 的均值可取襟翼运动机构运动到 末位置时 AB与水平线夹角的理论设计值,其标准差可由工程经验给出,在直滑轨式襟翼运动 机构可靠性建模时可把 1 看做输入角进行相应的可靠性分析计算。式(2)给出了输出角2 与输入角 1 及各杆长 L1、L2 与 L3 之间的关系,即为偏心曲柄滑块运动机构的运动传 递函数。由图 3 可知在初始位置,L2 与水平线的夹角为 0,在襟翼转动过程中,襟翼的实际 转动角度 =0-2,0 为一确定值,因此襟翼实际偏转的角度可以由

5、输出角 2 来体现, 而根据襟翼相关设计要求,当 2 与襟翼要求转过的角度 *2 之差的绝对值大于给定值 时,即认为襟翼运动精度不满足要求,也即襟翼运动不到位。3.襟翼运动时下偏角的安全余量为 3 直滑轨式襟翼运动机构可靠性分析由于设计、制造和 装配过程中诸多因素的影响,机构中各杆长尺寸不可避免的存在着偏差,在进行机构运动精度 可靠性分析时,可将各杆长尺寸考虑成随机变量,同时,由于各杆长是独立加工的,可认为各杆 长尺寸随机变量间是相互独立的。由输出角 2 的表达式(2)可看出,2 与输入角 1 及各 杆长尺寸 L1、L2 与 L3 有关,而变量 1、L1、L2 与 L3 均看作是随机变量,因此

6、 2 也是随 机变量。3.1 直滑轨式襟翼运动机构可靠性的安全余量是一个双变量线性的表达式,求其失效概率时, 可用一次二阶矩法求解,即可靠性系数 为 4 计算实例某型飞机直滑轨式襟翼运动机构运 动简图如图 1 所示,该型飞机要求襟翼在下偏过程中可达到 3 个下偏角度,分别为 20、25以及 35。如图 3 所示,在机构运动时襟翼下偏 3 个角度时,BE会运动到 3 个相应的位 置,此时 BE与水平滑轨所构成的输出角是否精确就是该襟翼运动机构可靠性分析所要考察的具体内容。在对该襟翼运动机构运动精度可靠性进行分析时,根据相关要求襟翼偏转允许 误差值 取 0.5。涉及到的输入角以及杆长的标准差分别取

7、 0.5/3、1/3 以及 0.1/3、0.5/3。在初始位置时测出 L2 与水平线的夹角 0=26。算例结果表明,当输入角的 标准差取较小值(0.5/3)时,襟翼运动机构的运动精度失效概率都小于 10-7,处于较低的水平;当 输入角的标准差取较大值(1/3)时,襟翼运动机构运动精度失效概率偏大(达到 10-3 级),这是 因为输入角的分散性过大,其对直滑轨式襟翼的运动精度影响较大所导致。同时,算例结果也 表明,当杆长标准差从 0.1/3 增至 0.5/3(即杆长标准差增大 5 倍),输入角标准差不变时,直滑轨 襟翼运动机构的失效概率保持在一个数量级,即该襟翼运动机构的可靠性对杆长标准差相对

8、不敏感;而当输入角的标准差从 0.5/3 增至 1/3(即输入角标准差增大 2 倍),杆长标准差不 变时,该直滑轨襟翼运动机构的失效概率最大放大了 106 倍(即从 10-9 变成 10-3)。3.2 生成初始种群各个参数设置如下:3.3 运行程序以上参数设置后运行程序该实例的最优解为 X*=121.127,16.92,712.815,32.22,0.743T 本课 题研究前,按照传统优化设计牛顿法7对平面涡卷弹簧进行了优化设计,优化后的目4 结论1)遗传算法是通过编码的方法进行操作,使优化设计问题求解更加灵活,更具有实用性,且能 较快能找出最优解。2)采用遗传算法对风力发电储能平面涡卷弹簧进行优化设计,效果是显 着的。下载此论文：分析直滑襟翼机构.dx（rd 文档）