无人机起落架电传作动筒有限元分析及优化设计
                                    彭燕萍1，李静洪1，宿馨文2，胡〓坚2，田〓威2
                               (1.成都飞机工业（集团）有限责任公司技术中心，四川 成都〓610041)
                                    (2.南京航空航天大学机电学院，江苏 南京〓210016)

     为了满足飞机结构件轻量化的设计要求，模拟了无人机起落架电传作动筒在飞机着陆阶段的载荷情况，对设计的电传作动筒主要承力零件进行了有限元分析。通过静力学仿真和动力学仿真，得到主要承力零件的应力云图、位移云图及应力随时间变化图，并根据相关仿真结果进行优化设计，在满足结构功能需求的情况下对电传作动筒各零件进行减重。

     起落架是飞机上至关重要的部件，为飞机的安全起飞、滑行及着陆保驾护航，主要作用是减小机体振动和缓和冲击［1-2。常见的起落架基本由缓冲支柱、机轮轮胎、扭力臂、刹车装置、撑杆、前轮转弯机构、收放系统等组成［3-4］。收放作动筒是收放系统的主要附件，对于后三点式起落架而言，收放作动筒主要分为前起支柱作动筒、主起支柱作动筒、前起护板作动筒、主起护板作动筒4种［5］。
随着人们对战争伤亡的愈发重视以及飞机设计的发展，无人机成为了当今的研究热点。无人机具有对作战环境要求低、使用方便、战场生存能力强等优点［6-7］。在无人机的发展过程中，全电化无人机成为了无人机的一种发展趋势，这也就迫切需要一种适用于无人机的起落架电传作动筒。无人机起落架电传作动筒是无人机起落架的驱动装置，可以实现起落架支柱与护板电动收放。在电传作动筒的设计过程中，有些尺寸设计或选型时往往根据经验，取值较为保守。这固然保证了作动筒的强度，但使产品的质量大大增加。对于航空产品而言，产品的质量为其重要因素［8］。本文针对起落架电传作动筒在飞机着陆时受到较大载荷的情况，对电传作动筒进行仿真分析，并在满足性能需求的条件下进行减重设计。

1电传作动筒有限元模型的建立
    电动收放作动筒是一个由电机、锁定机构、连接机构、机械执行机构及传动机构等组成的，具有锁定后在一定载荷下支撑起落架支柱作用的筒状结构，其结构如图1所示。由于电传作动筒锁定机构的独特设计，在飞机着陆时，作动筒的推杆、活塞、锁定机构、外筒以及齿轮箱体受到载荷，避免了其内部机构受到冲击。故在对地面载荷承力部件进行有限元分析时，仅需考虑外筒等部件，通过模拟电传作动筒的静力载荷以及冲击载荷，验证电传作动筒的承力部件是否满足要求［9］。 
通过SolidWorks软件对这些承力零件进行建.....

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作者简介：彭燕萍（1976—），女，四川成都人，成都飞机工业（集团）有限责任公司工程师，主要从事飞机总体规划及设计研究。



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