起落架結(jié)構(gòu)的非線性振動及振動的主動控制.pdf

1、飛機起落架是飛機著陸與滑行過程中極其重要的承力部件，對飛機安全起降和滑行起到非常重要的作用。在飛機著陸和滑行過程中，由于機場地面不平順而受到的沖擊載荷引起振動，而這些載荷形成的振動是造成飛機壽命低、穩(wěn)定性差、操作性難、乘客舒適度低的主要原因。研究起落架的振動問題也是航空工程的重要問題，不僅具有理論意義，更有實際的應(yīng)用價值。
　　本文主要分析了起落架的非線性振動并對振動進行主動控制。分析模型由簡單到復(fù)雜，分別對起落架的單自由度非線性

2、振動系統(tǒng)及兩自由度非線性振動系統(tǒng)進行了分析。研究了非線性參數(shù)對系統(tǒng)振動的影響，并采用時滯反饋控制起落架的振動。針對1：2和1：3兩種內(nèi)共振情形下起落架的振動問題進行了分析。研究了外激勵頻率趨近一階振動模態(tài)和二階振動模態(tài)時系統(tǒng)的動力學(xué)行為，并重點研究了利用時滯反饋控制起落架振動，分析了反饋增益系數(shù)和時滯量對系統(tǒng)振動的影響，從而利用時滯反饋來控制起落架的振動。
　　首先，將起落架振動系統(tǒng)簡化成一個單自由度的質(zhì)量-彈簧非線性振動系統(tǒng)。研

3、究系統(tǒng)的非線性振動特性，并采用時滯反饋控制系統(tǒng)的振動。分析了阻尼和非線性等物理參數(shù)，以及時滯反饋增益系數(shù)、時滯量等控制參數(shù)對系統(tǒng)振動的影響。研究結(jié)果表明，非線性剛度系數(shù)增大會導(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)的振動特性，因此，將起落架和機輪組作為兩個獨立的自由度，建立了一個兩自由度的非線性振動模型。針對起落架結(jié)構(gòu)可能存在二

4、次和三次非線性的情況，分別對振動系統(tǒng)存在1：2內(nèi)共振和1:3內(nèi)共振兩種內(nèi)共振情況進行了研究。分別對外激勵頻率趨近振動系統(tǒng)的一階模態(tài)頻率和二階振動模態(tài)頻率兩種情況的振動特性進行了研究。主要研究了非線性參數(shù)、阻尼系數(shù)等物理參數(shù)對系統(tǒng)動力學(xué)行為的影響。重點研究了采用時滯反饋控制系統(tǒng)的振動問題，分析了反饋增益系數(shù)和時滯量對系統(tǒng)振動的影響規(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，阻尼對機輪組的振幅影響不大。當(dāng)阻尼增大到某個值時，系統(tǒng)的

5、振幅將保持不變。非線性剛度系數(shù)對系統(tǒng)的振幅峰值沒有影響，會使系統(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)振幅隨著時滯量呈周期性變化，有波峰波谷。時滯減振可以利用系統(tǒng)幅頻響應(yīng)曲線處于波谷時的區(qū)間實施減振，能夠取得很好的振動控制效果。
　　最后，文章利用多尺度法對非線性振動系統(tǒng)的運動微分方程進行分析，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