Page 125 - 现代航空维修理论及应用研究

第三章 起落架结构性能

飞机前起落架模型的 Hopf-Hopf 分岔问题，结果表明，由于高阶项的影响，原始
系统的分岔曲线与其截断振幅系统的分岔曲线之间存在偏差，在分岔曲线上可以
检测到共振点，当在共振点附近选择垂直力和滑行速度时，会导致轮胎在扭转和

侧向方向上产生地面振动。
2. 多体动力学数值仿真
随着多体动力学仿真方法的发展，刚柔耦合数值分析在起落架动力学仿真
中得到了广泛的应用。Besselink 使用非线性有限元软件 MECANO 研究了双轮主

起落架的摆振稳定性，构建了考虑非线性因素间隙、库伦摩擦和速度平方阻尼的
仿真模型，并通过全尺寸试验验证了分析结果的可靠性。冯飞等通过采用子结构
模态综合法将关键部件柔性化，建立了计及前起落架和机身弹性的全机地面滑跑
刚柔耦合动力学模型，机身柔性使得飞机中高速情况下所需防摆阻尼平均增加了

12.1%。
冯飞等根据试验数据对某型飞机进行了地面滑跑虚拟仿真，建立了考虑机身
柔性、转向间隙和轮胎参数等非线性因素的刚柔耦合模型，给出了由滑行速度和
临界抗摆振阻尼系数构成的稳定区图。结果表明，轮胎回中力矩系数、松弛长度

和前起落架转向间隙对临界阻尼系数有显著影响。杨礼芳在获得轮胎静刚度参数
的基础上，考虑到航空轮胎材料非线性、几何非线性、接触非线性等问题，建立
了直升机尾起落架全柔性虚拟样机，进行了摆振稳定性分析。
Tartaruga 等进行了多体动力学分析和自动分岔分析，考虑了几种起落架和

轮胎模型，建立了极限环振荡（摆振）与系统参数变化的关系。德国航空航天中
心使用 SIMPACK 建立了考虑刹车控制系统柔性起落架模型，引入计及侧向动力
学效应的轮胎模型，研究了起落架系统的滑行振动问题，评估了刹车走步和摆振
等不稳定问题。Beckers 等建立了柔性多体起落架模型，研究了摆振 Hopf 分叉，

得到了飞机速度和垂直载荷的分岔图，并开展了摆振阻尼、稳定矩和扭转刚度的
摆振敏度分析。Tartaruga 等基于奇异值分解的方法，预测了典型飞机前起落架结
构的摆振特性，表明分岔方法能够非常准确地预测稳定性边界，并通过敏度分析
确定了关键结构参数，量化了不确定性对分岔特性的影响。Rahmani 和 Behdinan

通过多体动力学仿真，考虑起落架扭转、侧向、航向和轴向自由度以及轮胎、缓
冲器和库仑摩擦非线性的影响，研究了前起落架稳定性与关键系统参数的关系，
发现库仑摩擦是决定摆振起始和类型的关键因素，并使用非线性灵敏度分析研究

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