CN112173168B - 一种滑橇式起落架检查周期计算方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于滑撬式起落架设计技术领域，公开了一种滑橇式起落架检查周期计算方法，包括：获取起落架设计的最大着陆速度，以及起落架引起横管产生塑性变形的门槛着陆速度；对起落架着陆过程中的所有着陆速度进行分级，得到三个分级速度及其对应的累积次数；获取三个分级速度分别对应的塑性变形值；三个分级速度按照从小到大顺序依次出现；根据三个分级速度分别对应的塑性变形值，确定初始检查周期；当起落架着陆时间达到初始检查周期后，获取起落架的初始实际塑性变形值G，根据初始实际塑性变形值对初始检查周期进行修正，得到下一个检查周期；解决滑撬式起落架使用中检查周期确定的问题。

Description

一种滑橇式起落架检查周期计算方法
技术领域
本发明属于滑撬式起落架设计技术领域，涉及一种滑橇式起落架检查周期计算方法。
背景技术
滑橇式起落架是轻型直升机常用的起落架构型之一，在使用中除了满足寿命指标要求外，还需考虑满足跨距指标要求而给出检查周期。
以往型号对于滑撬式起落架检查周期一般通过借鉴相同构型或相似型号起落架检查周期，或者根据静强度、疲劳强度计算结果给出一个保守的检查周期，缺乏对检查周期计算的系统方法。
发明内容
本发明提出一种系统的确定滑撬式起落间检查周期的方法，解决滑撬式起落架使用中检查周期确定的问题。
本发明的技术方案：
一种滑橇式起落架检查周期计算方法，所述方法包括：
S1，获取起落架设计的最大着陆速度，以及起落架引起横管产生塑性变形的门槛着陆速度；门槛着陆速度小于最大着陆速度；
S2，根据所述最大着陆速度、门槛着陆速度对起落架着陆过程中的所有着陆速度进行分级，得到三个分级速度及其对应的累积次数；
S3，获取三个分级速度分别对应的塑性变形值，所述塑性变形值用于表征滑橇式起落架的跨距；所述三个分级速度按照从小到大顺序依次出现；
S4，根据三个分级速度分别对应的塑性变形值，确定初始检查周期；
S5，当起落架着陆时间达到初始检查周期后，获取起落架的初始实际塑性变形值G，根据初始实际塑性变形值对初始检查周期进行修正，得到下一个检查周期。
(1)S2具体为：
将小于门槛着陆速度的所有速度去掉；
记录门槛着陆速度的累积次数；
将介于门槛着陆速度和最大着陆速度之间的速度对应的累积次数累积到中间着陆速度中，得到分级后中间着陆速度对应的累积次数；所述中间着陆速度为介于门槛着陆速度和最大着陆速度之间的速度中的最大速度；
将大于最大着陆速度的速度对应的累积次数累积到最大着陆速度中，得到最大着陆速度对应的累积次数。
(2)S4具体为：
获取跨距指标值D，每小时起降次数E，N次起降次数对应的时间F＝N/E；N表示起落架着陆过程中总的起降次数；
将三个分级速度分别对应的塑性变形值之和记为总位移B；总位移B的值Pmax与最大着陆速度出现的次数相等；
初始检查周期
Figure BDA0002700424290000021
(3)S5具体为：
确定预期变形值BB，根据跨距指标值D、起落架的初始实际塑性变形值G得到初始检查周期内起落架的允许变形值D-G；
根据预期变形值BB和初始检查周期内起落架的允许变形值D-G得到修正后的第二个检查周期
Figure BDA0002700424290000022
(4)当起落架着陆时间达到第二个检查周期后，
当起落架的第二周期实际塑性变形值小于预期变形值时，下一个检查周期与第二个检查周期相等；
当起落架的第二周期实际塑性变形值大于或者等于预期变形值时，根据预期变形值对第二个检查周期进行修正，得到下一个检查周期。
(5)确定预期变形值，具体为：
获取三个分级速度中较大的两个分级速度分别对应的塑性变形值；
较大的两个分级速度分别对应的塑性变形值的和为预期变形值BB。
(6)当起落架的第二周期实际塑性变形值大于或者等于预期变形值时，根据预期变形值对第二个检查周期进行修正，得到下一个检查周期
Figure BDA0002700424290000031
H表示起落架的第二周期的实际塑性变形值，BBB表示修正后的预期变形值。
(7)修正后的预期变形值BBB为起落架着陆过程中所有着陆速度中大于最大着陆速度的速度对应的塑性变形之和。
本发明通过系统的确定滑撬式起落架检查周期，提高了滑撬式起落架的使用性、安全性，具有重要的实用价值。
具体实施方式
下面对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明技术方案提供的滑撬式起落架检查周期确定方法主要适用于循环硬化材料，即在循环载荷下，材料进入塑性后其屈服应力将提高，弹性模量保持不变，并且经过一定循环次数后将形成稳定的迟滞回线，即屈服应力将达到稳定值。检查周期主要以跨距指标为依据进行确定，跨距主要由于横管材料进入塑性后引起的残余累积变形引起。检查周期确定的基本方法为：
(1)计算得到滑撬起落架引起横管产生塑性变形的门槛着陆速度，根据相应的规范要求得到起落架设计的最大着陆速度(一般为储备功下)。基于上述临界速度对不同着陆下沉速度进行处理，使着陆速度级数变少，便于后续累积变形计算。具体示例如下：
按照《军用直升机强度和刚度规范疲劳和损伤容限》每1000次着陆下沉速度的累积出现次数如下表：
Figure BDA0002700424290000041
依据上表将两临界速度之间离散速度按照保守原则进行减少级数处理，具体见表1：
表1速度分级
着陆速度(m/s) 累积次数 处理原则
1.37 78 低于该速度不会产生塑性累积，因此不予考虑。
1.98 34 将1.68速度次数累积到1.98速度次数中
2.29 3 将2.29速度及大于该速度次数累积到该次数中
(2)速度分级后的塑性变形计算。
由于滑撬起落架所使用材料均为高强度结构钢，一般均为循环应变硬化材料，即在材料进入塑性后其相应的屈服应力会提高，在一定循环次数后将达到稳定值。
在上述三级着陆速度下，材料屈服应力将提高，即对应硬化后不同的屈服应力，用σ0.2-1.37’、σ0.2-1.98’、σ0.2-2.59’表示。基于上述分析，塑性累积变形与起落架着陆速度的出现顺序有直接关系，即：在起落架在正常使用过程中，如果先出现最大着陆速度，即先达到最大的材料屈服应力，则后续着陆速度下将不会引起塑性变形的累积，而且不同着陆速度下对应的材料硬化后的屈服应力目前尚难确定。因此保守考虑认为，在不同着陆速度下的塑性变形计算采用材料初始屈服应力，且着陆速度顺序按照从小到大顺序进行。
(3)初始检查周期确定。
初次1000次着陆速度累积次数下计算初始塑性变形时，根据速度分级后累加次数得到不同速度下出现的概率值，从而得到三种速度下总累计变形的概率值。
表2塑性变形值
速度 塑性变形 三种速度出现的总概率
1.37 A<sub>1</sub> 78/1000＝7.8％
1.98 A<sub>2</sub> 34/1000＝3.4％
2.29 A<sub>3</sub> 3/1000＝0.3％
∑()＝B
假定跨距指标值为D，每小时起降次数为E，1000次起降次数对应的时间为F＝1000/E。
根据表2中概率的分布，保守考虑认为当最大速度出现一次时(本例中为2.59m/s)，其余小速度发生概率为100％，因此总位移B值1000次出现的次数为最大速度对应出现的次数(本例中出现次数为3)，假定该次数为Pmax。
在上述前提下，初始检查周期为：
Figure BDA0002700424290000051
(4)初始检查周期后，后续检查周期确定
达到初始检查周期后，根据该周期内的产生的跨距变形(即在该周期内的跨距值减去初始跨距值)，在本阶段给出预期变形值，并对初始检查周期进行修正。
在初次确检查查周期时，给出的累积变形比较保守，基于此在后续的检查周期确定中，提出一个预期变形的概念，即：在后续的检查周期确定中，如果前一次检查变形值小于给定变形值，则检查周期不变；
如果前一次检查变形值大于给定变形值，则检查周期进行重新确定，该给定的变形值称为预期变形。
(a)预期变形的确定
根据材料特性，在完成一个检查周期后，小速度着陆情况下引起的材料屈服应力已经稳定，因此去掉将该速度下引起的变形，且不能排除掉在前一个检查周期后已出现大速度着陆，因此在进行变形值累计计算时见表3所示。
表3塑性变形值
速度 塑性变形
1.98 A<sub>2</sub>
2.29 A<sub>3</sub>
∑()＝BB
通过上述分析，可将BB值设为预期变形值，根据此值给出新的检查周期。
初始检查周期变形值为G，则该周期内允许的变形量为D-G。
则修正后检查周期为：
Figure BDA0002700424290000061
(b)超出预期变形后，检查周期的确定
如果超出预期变形值，通过分析认为在着陆应该出现超过了规范中所要求的最大速度，通过检查验证在起落架满足性能要求的前提下，给出相应的检查周期。
按照理论分析，最大速度出现后，在后续的使用中将不引起跨距的累计变形，但从使用安全的角度出发，仍需给出相应的检查周期。
假定前次检查周期中的变形为H，则该周期内允许的变形量为D-H。由于最大速度超出最大设计速度，因此将变形累积速度进行提高。
表4塑性变形值
Figure BDA0002700424290000062
Figure BDA0002700424290000071
总位移BBB值1000次出现的次数为表4中对应速度出现的次数和(本例中出现次数为2次)，假定该次数为Pxmax。
根据表4数据，得到检查周期为：
Figure BDA0002700424290000072
通过上述分析，在每完成一次检查周期后，使用方应及时给出相应的变形反馈，设计方将根据反馈数据(积累的机群数据)进行重新分析，对检查周期适时调整。
以上所述，仅为本发明的具体实施例，对本发明进行详细描述，未详尽部分为常规技术。但本发明的保护范围不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (8)

1.一种滑橇式起落架检查周期计算方法，其特征在于，所述方法包括：
S1，获取起落架设计的最大着陆速度，以及起落架引起横管产生塑性变形的门槛着陆速度；门槛着陆速度小于最大着陆速度；
S2，根据所述最大着陆速度、门槛着陆速度对起落架着陆过程中的所有着陆速度进行分级，得到三个分级速度及其对应的累积次数；
S3，获取三个分级速度分别对应的塑性变形值，所述塑性变形值用于表征滑橇式起落架的跨距；所述三个分级速度按照从小到大顺序依次出现；
S4，根据三个分级速度分别对应的塑性变形值，确定初始检查周期；
S5，当起落架着陆时间达到初始检查周期后，获取起落架的初始实际塑性变形值G，根据初始实际塑性变形值对初始检查周期进行修正，得到下一个检查周期。
2.根据权利要求1所述的一种滑橇式起落架检查周期计算方法，其特征在于，S2具体为：
将小于门槛着陆速度的所有速度去掉；
记录门槛着陆速度的累积次数；
将介于门槛着陆速度和最大着陆速度之间的速度对应的累积次数累积到中间着陆速度中，得到分级后中间着陆速度对应的累积次数；所述中间着陆速度为介于门槛着陆速度和最大着陆速度之间的速度中的最大速度；
将大于最大着陆速度的速度对应的累积次数累积到最大着陆速度中，得到最大着陆速度对应的累积次数。
3.根据权利要求1所述的一种滑橇式起落架检查周期计算方法，其特征在于，S4具体为：
获取跨距指标值D，每小时起降次数E，N次起降次数对应的时间F＝N/E；N表示起落架着陆过程中总的起降次数；
将三个分级速度分别对应的塑性变形值之和记为总位移B；总位移B的值Pmax与最大着陆速度出现的次数相等；
初始检查周期
Figure FDA0002700424280000021
4.根据权利要求3所述的一种滑橇式起落架检查周期计算方法，其特征在于，S5具体为：
确定预期变形值BB，根据跨距指标值D、起落架的初始实际塑性变形值G得到初始检查周期内起落架的允许变形值D-G；
根据预期变形值BB和初始检查周期内起落架的允许变形值D-G得到修正后的第二个检查周期
Figure FDA0002700424280000022
5.根据权利要求4所述的一种滑橇式起落架检查周期计算方法，其特征在于，当起落架着陆时间达到第二个检查周期后，
当起落架的第二周期实际塑性变形值小于预期变形值时，下一个检查周期与第二个检查周期相等；
当起落架的第二周期实际塑性变形值大于或者等于预期变形值时，根据预期变形值对第二个检查周期进行修正，得到下一个检查周期。
6.根据权利要求4所述的一种滑橇式起落架检查周期计算方法，其特征在于，确定预期变形值，具体为：
获取三个分级速度中较大的两个分级速度分别对应的塑性变形值；
较大的两个分级速度分别对应的塑性变形值的和为预期变形值BB。
7.根据权利要求6所述的一种滑橇式起落架检查周期计算方法，其特征在于，当起落架的第二周期实际塑性变形值大于或者等于预期变形值时，根据预期变形值对第二个检查周期进行修正，得到下一个检查周期
Figure FDA0002700424280000023
H表示起落架的第二周期的实际塑性变形值，BBB表示修正后的预期变形值。
8.根据权利要求7所述的一种滑橇式起落架检查周期计算方法，其特征在于，修正后的预期变形值BBB为起落架着陆过程中所有着陆速度中大于最大着陆速度的速度对应的塑性变形之和。
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