大型水陆两栖飞机起落架疲劳寿命分析与优化

以疲劳寿命分析理论成果为指导,对大型水陆两栖飞机主起落架进行疲劳寿命计算分析与结构优化研究。通过Hypermesh进行模型有限元前处理,在NASTRAN中计算应力分布结果,利用NcodeDesignlife研究起落架整体结构件疲劳寿命;通过LMS Virtual．Lab建立前起落架刚柔耦合模型,得到各个零部件连接部位节点力,从而完成对各个零部件的独立建模分析计算;基于疲劳寿命的结构优化技术,以Optistruct为工具对起落架疲劳寿命薄弱部位进行形状优化,使得疲劳寿命进一步提高。     

水陆两栖飞机转弯组合阀反馈装置设计与研究

该文对前轮转弯液压伺服控制系统在水陆两栖飞机上的应用进行了研究,得出反馈装置的设计是对转弯组合阀实现闭环控制的难点。在对转弯组合阀反馈控制使用的基础上,提出了几种反馈装置的设计方案,并对比分析了它们各自的优缺点,得出齿轮式反馈装置能较好满足水陆两栖飞机转弯伺服控制的使用要求。     

水陆两栖飞机全机静力试验随动支持技术研究及应用

大型水陆两栖飞机兼顾水陆两用,主起落架多为双轮高支柱结构,结构柔性大。在全机静力试验中,主起落架多为全机支持主要部位。双轮高支柱起落架因其受载变形大,对支持设计带来了较大困难。文章在以往试验起落架加载与支持技术的基础上,研发了起落架随动支持技术,并研制了相应装置,已成功应用于国产大型水陆两栖飞机AG600全机静力试验中。     

水陆两栖飞机波浪着水响应研究

根据水池造波系统原理及ALE流固耦合算法,研究了水陆两栖飞机在规则波面上着水的动力响应问题。论述了摇板造波中摇幅与波高、周期之间的关系,以及波浪水池的数值模拟、水陆两栖飞机的建模及在波浪水池中着水数值仿真方法。研究表明:水陆两栖飞机以不同波浪方式着水对飞机过载、着水结构水压力及飞行姿态响应有一定的影响。     

煤矿抽水蓄能电站水陆两栖机器人控制系统设计

为实现煤矿抽水蓄能电站建设前期废弃矿洞的勘探和建成后期地下厂房系统、地下水库的巡检任务,提出了一种结构布局合理、姿态调节灵活、控制稳定精确的煤矿抽水蓄能电站水陆两栖机器人.以煤矿抽水蓄能电站水陆两栖机器人为研究对象,简要介绍了机器人的总体方案设计,重点研究了其控制系统的设计,阐述了控制系统软、硬件的设计与实现,并通过Matlab Simulink仿真软件进行了数字仿真实验.仿真结果表明:艏向运动控制系统调整时间约为10.8 s,系统响应时间约为8 s,振幅超调量仅为6.5％,系统稳态误差不超过3°,满足艏向运动控制要求,从而验证了控制系统设计的正确性和可行性.研究结果具有较高的工程实用价值,为后续水陆两栖机器人的研制奠定了理论基础.     

基于线翎电鳗运动模式的水陆两栖机器人设计

针对机器人在水下环境的环境探测方面,提出设计一种拥有类鱼类MPF运动模式水陆两栖仿生线翎电鳗探测机器人.机器人由STM32-F103C8T6主控板、单轴60kg-DS5160舵机、42步进电机J-4218HB4401、TB6560步进电机驱动器、XL6009升压模块以及特定的机械结构组成.机器人通过主控板对步进电机进行控制,使其带动机械机构模拟线翎电鳗运动模式进行运动;通过大功率舵机的调节,可使其可在水陆两种环境进行运动.实验结果表明,设计的水陆两栖机器人有在水陆环境中有效地进行工作,模拟线翎电鳗运动模式的意义.     

基于GPS的水陆两栖机器人导航系统的研究

将GPS技术用于水陆两栖机器人自主运动控制，设计了一种基于嵌入式操作系统、用于水陆两栖机器人导航的GPS系统。首先构建了GPS硬件系统，然后研究了基于ARM（anvanced RISC machineS）的GPS接收机的数据提取及处理的软件实现方法；在此基础上，采用高斯投影算法，将WGS-84转换至平面坐标，实现了对两栖机器人运动轨迹的连续监控。     

两栖六足仿生机器人的水陆运动控制研究

两栖六足机器人不仅需应对崎岖地形对陆地爬行提出的挑战,还要解决机器人在水下灵活运动的控制问题。因此,本文首先提出了基于深度强化学习的崎岖地形运动控制方法。通过MuJoCo为机器人执行爬行任务构建交互环境,并采用近端策略优化(PPO)算法训练智能体使其获取适应于不同崎岖程度地形的控制策略。仿真数据表明,陆地控制策略可使机器人在平坦、轻度崎岖、重度崎岖3类地形上快速、稳定地完成前进任务。针对水下运动控制问题,本文通过分析机器人动力学模型将其分解为：采用视线法与PID控制器解决平面轨迹跟踪和深度控制问题。水下实验表明,机器人可在平面快速跟踪Sigmoid曲线且轨迹偏差不超过0.11 m。深度控制实验中,机器人可平稳到达指定深度且控制精度在0.02 m以内。     

悬架变动对水陆两栖车性能的影响

为了提高我国两栖车的航速,采用收起车轮的方法实现减阻提速。通过降低悬架系统,提高横臂摆动的范围来增大车轮收起的幅度,达到最大程度降低水对车轮的阻力的目的。利用AD-AMS对悬架和整车建模仿真,分析悬架降低前后性能。对比仿真结果可知:悬架系统降低后的两栖车抗侧倾和抗制动点头、加速抬头的能力下降,行驶平顺性有所提高。     

飞机起落架缓冲性能仿真分析

以某型飞机摇臂式主起落架为例,介绍了基于Motion和AMESim的起落架缓冲性能联合仿真研究方法.结合实际情况,首先利用LMS Virtual Lab Motion建立了多体动力学分析模型,然后根据缓冲器参数建立LMS Imagine Lab AMESim缓冲器液压模型,最后通过两个软件的联合,仿真计算了某型飞机主起落架的缓冲性能.通过对缓冲器参数的调整,优化了缓冲器设计,为起落架的落震试验奠定了理论基础.提供了一个研究起落架缓冲性能的新方法,试验结果表明,该方法是可行并有效的.     

起落架缓冲性能联合仿真及优化方法研究

以某无人机支柱式主起落架为例,基于LMS Virtual．Lab Motion和LMS Imagine．Lab AMES-im开展联合仿真,首先利用VL Motion建立主起落架落震动力学分析模型,再根据缓冲器参数建立AMESim缓冲器液压模型,最后通过两个软件的联合仿真,计算该无人机主起落架的缓冲性能。以油针几何形状为设计变量,基于iSIGHT优化平台集成AMESim建立该无人机主起落架的缓冲器优化流程,通过优化计算得到该油针的最佳截面积参数,缓冲器最大轴向力降低了10．49％,缓冲器效率提高了12．54％。     

基于模拟退火算法的主动控制起落架滑跑性能优化和仿真

首先建立了主动控制起落架系统的非线性动力学模型。然后根据最优控制理论,在Matlab的环境下,应用模拟退火算法设计了多目标最优的PID控制器。最后应用Simulink控制系统仿真软件对主、被动起落架在地面信号为弹伤跑道信号的条件下进行了性能仿真。对仿真结果进行了分析比较,得出的结论是利用最优控制理论设计的多目标最优的PID控制器的主动控制起落架能显著降低飞机的振动冲击载荷,能提高飞机机体和起落架的疲劳寿命,降低跑道不平度对飞机机体和起落架的冲击载荷和振动响应;同时提高飞机的滑行品质和乘客的舒适性。     

全海深着陆车着底冲击特性与集中应力结构改进

为分析全海深着陆车冲击特性并提高着底安全性,基于潜浮和着底运动的规律,将着底过程划分为6种拟着底状态,采用显式动力学方法对着底冲击模型进行数值模拟,并对张紧轮支架进行了改进设计;分析6种拟着底状态下着陆车张紧轮支架改进前后的最大应力,并对比分析了岩石地面和泥质地面的冲击响应特性.研究结果表明:张紧轮支架改进后具有明显的...     

巷道堆垛机结构动态响应仿真分析

堆垛机动态性能的优劣直接影响到自动化立体仓库的可靠性和效率，传统的经验设计方法很难掌握堆垛机动力学特性变化规律。本文以昆船集团研发的TD115为例，应用MSC有限元分析软件，计算了堆垛机结构的固有频率；分别模拟了结构在正向行驶和反向行驶工况下机架的动态响应，获得了机架的应力分布、振动形态以及前后轮由于振动产生的额外支反力，为堆垛机的结构设计提供了一种行之有效的分析方法。     

Landing control method of a lightweight four-legged landing and walking robot

The prober with an immovable lander and a movable rover is commonly used to explore the Moon’s surface. The rover can complete the detection on relatively flat terrain of the lunar surface well, but its detection efficiency on deep craters and mountains is relatively low due to the difficulties of reaching such places. A lightweight four-legged landing and walking robot called “FLLWR” is designed in this study. It can take off and land repeatedly between any two sites wherever on deep craters, mountains or other challenging landforms that are difficult to reach by direct ground movement. The robot integrates the functions of a lander and a rover, including folding, deploying, repetitive landing, and walking. A landing control method via compliance control is proposed to solve the critical problem of impact energy dissipation to realize buffer landing. Repetitive landing experiments on a five-degree-of-freedom lunar gravity testing platform are performed. Under the landing conditions with a vertical velocity of 2.1 m/s and a loading weight of 140 kg, the torque safety margin is 10.3% and 16.7%, and the height safety margin is 36.4% and 50.1% for the cases with or without an additional horizontal disturbance velocity of 0.4 m/s, respectively. The study provides a novel insight into the next-generation lunar exploration equipment.     

欠驱动三刚体仿袋鼠跳跃机器人落地冲击分析

根据袋鼠的生物结构特性,建立了液压驱动的欠驱动仿袋鼠跳跃机器人三刚体模型.利用拉格朗日方法建立了机器人在着地阶段的动力学方程及主、被动关节动力学耦合方程,利用Maple 15进行符号计算得出耦合因子.结合实例,应用Matlab7.0分别对碰撞力、地面的反作用力、系统动能、及总质心在y方向上的位移变化进行了计算和仿真;并与全驱动的仿袋鼠跳跃机器人刚性模型进行了对比分析.还通过跳跃机器人两种模型的跳跃模拟对比实验,用加速度传感器测得落地冲击时质心加速度曲线.结果表明:弹性元件的引入有效地起到了缓冲的作用,减轻了着地时机器人与地面的振动和冲击,提高了跳跃机器人的落地稳定性,节省了系统损耗的能量.     

月球探测器软着陆最优控制

研究了一种应用非线性规划求解有限推力作用下月球探测器软着陆最优控制问题的方法。从庞德里亚金极大值原理出发,将有限推力作用下月球软着陆问题转化为两点边值问题;在考虑边界条件及横截条件的前提下,将两点边值问题转化为针对共轭变量初值和末时刻的优化问题;而后应用非线性规划方法求解形成的参数优化问题,为了降低初值猜测的敏感性,引入一种变换,用控制变量初值代替了共轭变量初值。仿真结果表明了所提设计方法是简单、有效的。     

Modeling and analysis of landing collision dynamics for a shipborne helicopter

A Lagrange dynamic model is established based on small-angle approximation to improve the simulation model for shipborne helicopter landing collision. To describe fuselage motion effectively, the proposed model considers ship motion, the interaction of the tires with the deck, and tire slippage. A mechanism of sliding motion is built, and a real-time reliability analysis of the algorithm is implemented to validate the proposed model. Numerical simulations are also conducted under different operation conditions. Results show that the proposed dynamic model can simulate the collision motion of helicopter landing in real time. Several suggestions for helicopter pilot landing are likewise provided.