【摘 要】
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截止到目前为止,某飞行训练单位的SR20飞机机队规模已经达到150多架,承担着十分庞大的训练任务。因SR20飞机减振器是时寿件,所以该飞行训练单位每年需要在更换减振器上花费大量资金。因此该飞行训练单位计划进行减振器的国产替代件的研制来降低每年的耗材费用。在减振器设计研发过程中,结构参数的改变对于其阻尼性能的影响是非常大的,因此在减振器设计过程中选择合适的结构参数是极其关键的一环。随着计算机技术的不
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截止到目前为止,某飞行训练单位的SR20飞机机队规模已经达到150多架,承担着十分庞大的训练任务。因SR20飞机减振器是时寿件,所以该飞行训练单位每年需要在更换减振器上花费大量资金。因此该飞行训练单位计划进行减振器的国产替代件的研制来降低每年的耗材费用。在减振器设计研发过程中,结构参数的改变对于其阻尼性能的影响是非常大的,因此在减振器设计过程中选择合适的结构参数是极其关键的一环。随着计算机技术的不断发展,采用计算机手段对减振器进行研制开发已经成为当前的主流趋势,这对国产减振器替换件的设计开发具有重要意义。为了研究结构参数对SR20前起落架减振器动态性能的影响,本文对其内部结构、工作原理以及动态性能进行了分析,建立三维减振器内部流场仿真模型,运用计算流体力学仿真分析了减振器在不同工况下的流场分布规律,并与试验结果进行对比验证了仿真模型的正确性。本文运用该仿真模型研究了减振器常通孔直径、导油槽宽度、导油槽深度、活塞杆直径和单向活门直径对减振器动态性能的影响,以此为之后国产减振器替代件的设计开发提供一定的理论基础。本文主要研究内容如下:(一)首先对SR20油气式减振器的研究背景及研究意义进行介绍,通过对研究现状进行分析总结进而确定使用计算机仿真技术对减振器动态性能展开研究;(二)通过设计相应夹具来对减振器进行拆卸并分析其工作原理;之后使用3D扫描仪和Geomagic Design X对减振器进行逆向建模,最后使用CATIA建立减振器三维实体模型,基于减振器三维模型进行减振器零件图解目录(IPC)手册的建立;并针对减振器的拆解流程制作SR20飞机前起落架减振器的拆解工艺用于之后减振器手册的编制;(三)使用轴承压拔机,进行减振器的保压试验来得到减振器的最大压缩行程;使用示功机进行减振器台架试验,通过改变频率得到减振器在不同工况下的示功特性图和速度特性图;分析不同频率对减振器动态性能的影响,为之后减振器的仿真模型的验证提供数据支撑;(四)为了缩小计算量,对减振器结构进行一定的简化,并建立了减振器的三维内流场模型,将仿真计算结果与台架测试结果对比,证明了仿真模型的正确性;(五)在验证仿真模型正确性的基础上,改变常通孔直径、导油槽深度、导油槽宽度、活塞杆直径和单向活门直径来探究不同结构参数对减振器动态性能的影响。研究表明:常通孔直径相较于其他四个参数对减振器的动态性能影响是较小的;导油槽的流通面积对于减振器的动态性能影响较大,其中导油槽宽度的影响高于导油槽深度。随着导油槽流通面积的减少,减振器中位复原阻尼力和中位压缩阻尼力变大,且变化明显;活塞杆直径减小,减振器阻尼力变大;单向活门直径减小,减振器复原阻尼力不变,中位压缩阻尼力变大。通过研究不同结构参数对减振器动态性能的影响,可以得出:导油槽尺寸对于减振器阻尼力的影响比活塞杆和常通孔尺寸对于减振器阻尼力的影响大;单向活门的直径对于减振器压缩阻尼力影响显著,对减振器复原阻尼力没有影响。通过分析以上结论,可以得知在设计SR20减振器替代件时应该更加关注导油槽尺寸和单向活门尺寸对于减振器阻尼力的影响。
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