起落架結(jié)構(gòu)的非線性振動(dòng)及振動(dòng)的主動(dòng)控制.pdf

1、飛機(jī)起落架是飛機(jī)著陸與滑行過(guò)程中極其重要的承力部件，對(duì)飛機(jī)安全起降和滑行起到非常重要的作用。在飛機(jī)著陸和滑行過(guò)程中，由于機(jī)場(chǎng)地面不平順而受到的沖擊載荷引起振動(dòng)，而這些載荷形成的振動(dòng)是造成飛機(jī)壽命低、穩(wěn)定性差、操作性難、乘客舒適度低的主要原因。研究起落架的振動(dòng)問(wèn)題也是航空工程的重要問(wèn)題，不僅具有理論意義，更有實(shí)際的應(yīng)用價(jià)值。
　　本文主要分析了起落架的非線性振動(dòng)并對(duì)振動(dòng)進(jìn)行主動(dòng)控制。分析模型由簡(jiǎn)單到復(fù)雜，分別對(duì)起落架的單自由度非線性

2、振動(dòng)系統(tǒng)及兩自由度非線性振動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行了分析。研究了非線性參數(shù)對(duì)系統(tǒng)振動(dòng)的影響，并采用時(shí)滯反饋控制起落架的振動(dòng)。針對(duì)1：2和1：3兩種內(nèi)共振情形下起落架的振動(dòng)問(wèn)題進(jìn)行了分析。研究了外激勵(lì)頻率趨近一階振動(dòng)模態(tài)和二階振動(dòng)模態(tài)時(shí)系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)行為，并重點(diǎn)研究了利用時(shí)滯反饋控制起落架振動(dòng)，分析了反饋增益系數(shù)和時(shí)滯量對(duì)系統(tǒng)振動(dòng)的影響，從而利用時(shí)滯反饋來(lái)控制起落架的振動(dòng)。
　　首先，將起落架振動(dòng)系統(tǒng)簡(jiǎn)化成一個(gè)單自由度的質(zhì)量-彈簧非線性振動(dòng)系統(tǒng)。研

3、究系統(tǒng)的非線性振動(dòng)特性，并采用時(shí)滯反饋控制系統(tǒng)的振動(dòng)。分析了阻尼和非線性等物理參數(shù)，以及時(shí)滯反饋增益系數(shù)、時(shí)滯量等控制參數(shù)對(duì)系統(tǒng)振動(dòng)的影響。研究結(jié)果表明，非線性剛度系數(shù)增大會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)出現(xiàn)多值現(xiàn)象。阻尼系數(shù)的增大有助于減小起落架的振幅，反饋增益系數(shù)的增大有助于穩(wěn)定系統(tǒng)。
　　其次，由于單自由度模型不能全面反映起落架結(jié)構(gòu)的振動(dòng)特性，因此，將起落架和機(jī)輪組作為兩個(gè)獨(dú)立的自由度，建立了一個(gè)兩自由度的非線性振動(dòng)模型。針對(duì)起落架結(jié)構(gòu)可能存在二

4、次和三次非線性的情況，分別對(duì)振動(dòng)系統(tǒng)存在1：2內(nèi)共振和1:3內(nèi)共振兩種內(nèi)共振情況進(jìn)行了研究。分別對(duì)外激勵(lì)頻率趨近振動(dòng)系統(tǒng)的一階模態(tài)頻率和二階振動(dòng)模態(tài)頻率兩種情況的振動(dòng)特性進(jìn)行了研究。主要研究了非線性參數(shù)、阻尼系數(shù)等物理參數(shù)對(duì)系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)行為的影響。重點(diǎn)研究了采用時(shí)滯反饋控制系統(tǒng)的振動(dòng)問(wèn)題，分析了反饋增益系數(shù)和時(shí)滯量對(duì)系統(tǒng)振動(dòng)的影響規(guī)律。研究結(jié)果表明，增大系統(tǒng)阻尼，起落架的振幅將減小，阻尼對(duì)機(jī)輪組的振幅影響不大。當(dāng)阻尼增大到某個(gè)值時(shí)，系統(tǒng)的

5、振幅將保持不變。非線性剛度系數(shù)對(duì)系統(tǒng)的振幅峰值沒(méi)有影響，會(huì)使系統(tǒng)的共振峰值發(fā)生偏移，這樣就很容易導(dǎo)致系統(tǒng)不穩(wěn)定。系統(tǒng)振幅隨著時(shí)滯量呈周期性變化，有波峰波谷。時(shí)滯減振可以利用系統(tǒng)幅頻響應(yīng)曲線處于波谷時(shí)的區(qū)間實(shí)施減振，能夠取得很好的振動(dòng)控制效果。
　　最后，文章利用多尺度法對(duì)非線性振動(dòng)系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)微分方程進(jìn)行分析，得到了系統(tǒng)的二次近似解析解。并用Mathematica和WINPP等軟件進(jìn)行數(shù)值模擬。理論分析的結(jié)果與數(shù)值模擬結(jié)果吻合的很好