飞机起落架结构优化设计及制造加工

（作者单位：哈尔滨飞机工业集团有限责任公司）飞机起落架外筒零件的机械加工工艺◎孙东海基于我国航空事业的逐步开展，给飞机加工制作行业也带来了一定的发展机遇。

由于飞机的生产质量将会直接影响飞机的运行安全，而不同的零部件加工工作有不同的操作注意事项。

基于此，本文重点结合飞机起落架外筒零件的机械加工工艺展开分析，介绍加工操作流程、容易引发工作质量的因素以及生产注意事项，确保加工制造企业各项工作的可持续发展。

一、分析影响飞机起落架外筒零件机械加工质量的因素从实际加工制造工作流程中可以看出，目前，飞机起落架外筒零件的机械加工工作还存在一些质量问题需要解决，而引发质量问题的根本原因主要包括以下几个方面。

1.材料质量。

目前，制造企业采用整体模锻件，成对称叉形件，带多处耳片和加强筋展开对飞机起落架的外筒零件制作工作。

结合实际情况来看，毛坯的锻造质量、飞边、退火、是否有内裂纹等情况，都会影响零件精度与质量。

然而，大多数制造企业在实际发展过程中，过于关注如何节省自身的经济成本，促进经济的可持续发展。

在材料的采购环节，忽视了对材料质量检查工作的重要性，导致材料质量不符合飞机起落架外筒零件的制造要求。

2.技术问题。

常规加工空间几何尺寸难测量和检测，多次装夹，造成定位基准不重合。

出现这个问题的主要原因，与制造企业没有定期对人才展开教育培训工作有关。

导致技术人员没有意识到自身工作的重要性，存在有工作马虎的情况。

同时，在时代不断发展进步的当下，传统的机械加工工艺已经无法满足新时期的飞机起落架外筒零件的加工需求，这就要求技术人员具备创新意识及能力，能够不断优化基本的加工工作流程。

而这些问题都对技术人员的专业工作能力及工作素质提出了更高的要求，需要加工制造企业引起高度重视，并积极结合目前制造工作的具体情况研究相应的解决对策。

3.设备磨损。

工件达到的尺寸精度、形状精度和位置精度，受机床的几何精度、运动精度、刚度、抗振性、热稳定性、精度保持性和误差补偿策略等因素的影响。

300m钢飞机起落架锻造工艺1. 简介飞机起落架是飞机的重要部件，其质量和性能直接关系到飞机的安全和航行性能。

而起落架的材质选择和制造工艺对其性能至关重要。

在飞机制造领域，300m钢因其高强度和耐热性而备受青睐，被广泛应用于飞机起落架的制造。

本文将重点介绍300m钢飞机起落架的锻造工艺。

2. 300m钢的特性300m钢是一种低合金高强度钢，具有优异的强度、韧性和耐热性能，其抗拉强度高于2000MPa，同时具有良好的磨损和疲劳性能。

这些特性使其成为飞机起落架材料的理想选择。

3. 锻造工艺3.1 材料准备在进行300m钢飞机起落架的锻造工艺时，首先要对材料进行充分的准备。

在这一阶段，需要对300m钢进行热处理，以保证其材料的均匀性和稳定性。

3.2 热锻造热锻造是300m钢飞机起落架制造的关键工艺之一。

通过热锻造，可以使300m钢的晶粒得到细化，提高其强度和韧性。

在热锻造过程中，要控制加热温度和保持时间，以确保300m钢的组织和性能达到要求。

3.3 热处理热处理是锻造过程的重要环节，通过适当的热处理工艺，可以使300m钢的组织得到进一步的调整和强化，提高其材料性能。

4. 质量控制在300m钢飞机起落架的制造过程中，质量控制是至关重要的。

通过合理的工艺参数和严格的工艺控制，可以保证300m钢飞机起落架的质量和性能达到设计要求。

5. 应用前景目前，300m钢飞机起落架已经在一些先进的飞机上得到了广泛应用，其优异的性能和可靠的质量受到了飞机制造商和用户的青睐。

随着飞机制造技术的不断进步，300m钢飞机起落架的应用前景将会更加广阔。

总结300m钢飞机起落架的锻造工艺是一项复杂而关键的工程，其质量和性能直接关系到飞机的安全性和航行性能。

通过合理的材料选择和严谨的工艺控制，可以确保300m钢飞机起落架的质量和性能达到设计要求。

随着飞机制造技术的不断发展，300m钢飞机起落架的应用前景将会更加广阔，为飞机制造业的发展注入新的活力。

航空器的结构优化设计研究在现代航空领域，航空器的结构优化设计是一个至关重要的课题。

它不仅关系到航空器的性能、安全性和经济性，还对航空业的可持续发展产生着深远的影响。

航空器在飞行过程中会面临各种复杂的力和环境条件。

比如，空气动力、重力、惯性力等都会对其结构产生作用。

同时，温度的变化、湿度的影响以及恶劣的天气状况也会给航空器带来挑战。

因此，为了确保航空器能够安全、高效地完成飞行任务，其结构必须经过精心的设计和优化。

结构优化设计的目标通常包括减轻重量、提高强度和刚度、改善气动性能以及降低成本等。

减轻重量是一个关键的因素，因为较轻的航空器意味着更低的燃油消耗和更高的运营效率。

然而，在减轻重量的同时，必须保证结构具有足够的强度和刚度，以承受飞行中的各种载荷。

在航空器的结构中，机翼是一个非常重要的部分。

机翼的形状和结构对航空器的升力、阻力和稳定性有着直接的影响。

传统的机翼设计通常基于经验和一些简化的理论模型，但随着计算机技术和数值模拟方法的发展，现在可以通过更加精确的计算流体力学（CFD）方法来优化机翼的外形。

例如，通过对机翼表面的流线和压力分布进行分析，可以调整机翼的弯度、厚度分布以及翼梢形状等参数，以实现更好的气动性能。

机身的结构设计也不容忽视。

机身需要承受内部的载荷，如乘客、货物和设备的重量，同时还要抵抗外部的空气动力压力。

为了提高机身的强度和稳定性，通常会采用先进的材料和结构形式。

比如，复合材料在现代航空器中的应用越来越广泛，因为它们具有高强度、高刚度和轻质的特点。

此外，机身的框架结构和蒙皮的设计也需要经过精心计算和优化，以确保在各种工况下都能保持良好的性能。

除了机翼和机身，航空器的其他部件如发动机支架、起落架等也都需要进行结构优化。

发动机支架需要能够承受发动机的巨大推力和振动，起落架则要在着陆和起飞时承受巨大的冲击载荷。

对于这些部件，不仅要考虑其静态强度，还要考虑其疲劳寿命和可靠性。

在进行航空器结构优化设计时，需要综合考虑多个因素。

航空器结构优化设计的案例分析在航空领域，航空器的结构设计是一项至关重要的工作。

优化航空器的结构不仅能够提高其性能和安全性，还能降低成本和能耗。

下面我们将通过几个具体的案例来深入探讨航空器结构优化设计的重要性和实现方法。

案例一：机翼结构的优化机翼是航空器产生升力的关键部件，其结构的优化对于提高飞行性能具有重要意义。

在某型客机的设计中，工程师们面临着减轻机翼重量同时保持足够强度和刚度的挑战。

最初的设计采用了传统的金属材料和结构布局，但经过分析发现，这种设计存在重量过大、空气阻力较高的问题。

为了解决这些问题，设计团队采用了先进的复合材料，并对机翼的内部结构进行了重新设计。

他们利用计算机模拟技术，对不同的复合材料铺设方案和结构形式进行了大量的仿真分析。

通过优化纤维的方向和层数，以及内部支撑结构的布局，成功地减轻了机翼的重量，同时提高了其强度和刚度。

此外，为了降低空气阻力，机翼的外形也进行了精细化的设计。

采用了更加流畅的曲线和翼梢小翼等装置，减少了气流的分离和阻力的产生。

经过这些优化措施，该型客机的燃油消耗降低了一定比例，飞行距离和载客量都得到了显著提升。

案例二：机身结构的轻量化设计机身是航空器的主体结构，承载着乘客、货物和各种设备。

在一款新型公务机的设计中，机身结构的轻量化成为了关键目标之一。

传统的机身结构通常采用铝合金材料，但为了进一步减轻重量，设计团队选择了钛合金和碳纤维复合材料的组合。

钛合金具有高强度和良好的耐腐蚀性，而碳纤维复合材料则具有轻质、高强度的特点。

在结构设计方面，采用了整体化的设计理念，减少了零部件的数量和连接点，从而降低了结构的复杂性和重量。

同时，通过优化机身的横截面形状和内部隔框的布局，提高了机身的抗弯和抗扭能力。

为了确保机身结构的安全性，设计团队进行了严格的强度和疲劳试验。

利用先进的测试设备和模拟技术，对机身在各种载荷条件下的响应进行了评估和验证。

经过多次改进和优化，最终实现了机身重量的大幅降低，同时满足了适航标准和安全性要求。

起落架机构设计
起落架机构设计是指设计飞机的起落架系统，包括起落架的结构、材料、传动装置等。

起落架机构设计的目标是实现飞机在起飞、着陆和地面运动时的安全、稳定和可靠性。

起落架机构设计的主要考虑因素包括以下几个方面：
1. 强度和刚度：起落架机构需要具备足够的强度和刚度，以承受飞机在起飞、着陆和地面运动过程中的重力和冲击载荷。

起落架机构需要通过结构设计和材料选择来满足这一要求。

2. 减震性能：起落架机构需要具备一定的减震性能，以减少飞机在着陆时的冲击力和振动。

减震性能主要通过减震装置来实现，包括弹簧、减震器等。

3. 操纵性能：起落架机构需要具备良好的操纵性能，以实现起落架的伸缩、收放和锁定等操作。

操纵性能主要通过传动装置来实现，包括液压系统、电动系统等。

4. 可维护性：起落架机构需要具备方便维护和更换的特点，以提高飞机的可用性和降低维护成本。

可维护性可以通过设计易于拆卸和安装的部件、提供快速检修和更换的接口等来实现。

5. 重量和空间：起落架机构需要尽可能减少自身的重量和占用空间，以提高飞机的有效载荷和燃油经济性。

重量和空间的优化可以通过结构设计、材料选择和紧凑型设计等来实现。

最近，随着新材料和数字化技术的发展，起落架机构设计也受到了一些新的影响。

例如，采用轻型复合材料可以减轻起落架的重量，提高飞机性能。

而数字化技术可以应用于起落架机构的模拟和仿真，以加快设计和优化过程。

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某型飞机起落架舱门装配工艺性设计优化柳世华杨贵强刘朝妮【关键词】起落架;舱门;装配;工艺性飞机设计是综合多个方面后选取最优组合的结果。

进行飞机零部件设计时未必能够兼顾所有设计目标，但是最终的设计结果应该是综合考量后最易接受的。

飞机零部件的设计，直接影响飞机零部件的制造成本、装配成本、维护成本以及飞机运营成本。

好的设计可以降低飞机零件的制造难度、飞机部件的装配难度、飞机零部件的维护难度以及零部件的重量以降低飞机的运营成本。

本文将以某型飞机起落架舱门为例，对其进行设计优化。

飞机起落架舱门大概可分为三种结构形式，分别是钣金结构形式、复合材料结构形式和金属整体机加形式。

结构形式的确定受重量指标、生产技术水平、布置空间、强度要求以及生产维护成本等因素限制[1]。

本文以金属整体机加结构形式的起落架舱门设计为例，给出设计优化方案，以提高装配工艺性、降低装配成本。

一、舱门结构简介某型飞机的主起落架舱门由三部分组成。

分别是上舱门、中舱门和下舱门。

主起落架中舱门固定在主起落架外筒上。

下舱门带有两根短摇臂和一根长摇臂，通过摇臂上的球轴承与中舱门连接。

同时，长摇臂的端部通过连杆与主起落架侧撑杆连接，以实现与主起落架的联动。

当起落架收起时，舱门随起落架联动一起收起，并覆盖主起落架舱[2]。

主起落架下舱门主要由三部分组成（见图1）。

分别是舱门本体、摇臂以及调整垫片。

装配后3个摇臂的转轴孔同轴。

为实现3个摇臂的转轴孔同轴，可以调整打磨3个调整垫片。

主起落架下舱门的分解图如图2所示：二、原设计方案（一）装配难点主起落架下舱门零件完成生产制造后，被运至部装车间，由部装车间完成零件组装。

为保证在舱门本体上3个摇臂轴的承安装孔同轴，需要反复调整打磨3个摇臂的調整垫片。

由于装配后3个调整垫片完全被夹持在摇臂和舱门本体之间，调整垫片需要打磨的区域和打磨量难以确定，需要施工人员反复尝试，耗费大量工时。

并且待连接螺栓的螺母拧紧之后，由于调整垫片打磨不是均匀的，在应力的作用下可以轻易破坏已经调整好的安装孔位置，难以保证3个摇臂的轴承安装孔同轴。

图1.2 运八飞机主起落架结构1.3 起落架的结构和特点[2]◆ 由于使用条件的限制，一般可靠性都比较低；◆ 无论是空气中的污染因素还是人为保养的因素，起落架结构一般都有腐蚀现象；◆ 一般的材料不能应用于使用条件比较苛刻的起落架，所以，应用高强度钢材制作起落架带来的直接后果就是材料的疲劳极限比较低并且很难检查。

正因为如此，起落架的失效一般具有突然性，并且一般会酿成飞行事故。

基于以上起落架的特点，要增加起落架强度可以考虑增加起落架尺寸，但是飞机的飞行性能对重量比较敏感，增加重量来提高强度的做法是不明智的，所以对起落架部件进行结构上的优化，使之受力更加合理，在质量有所减少的情况下强度有所增加，这也是加强起落架强度的一种措施。

本课题就是在这样一种背景下提出的，在分析飞机起落架的强度后进行结构优化，使得优化结构在满足使用条件的前提下重量有所降低，这在提高飞机的飞行性能和起落架可靠性方面都有很大的经济意义。

1.4 国内外发展现状1.4.1 国外研究动态自从有了飞机起落架，起落架的使用寿命和结构优化就成了国内外研究的热点[3]，有些研究的理论和成果也被应用到起落架的设计和维修等各个环节上；1956年Gentric开始研究结构应力的分布规律，至于结构优化则是20世纪70年代兴起的[4]。

1973年，Latos从疲劳寿命方面研究了结构优化方法，并取得一些成果。

1997年，Gerhard提出了以重量最小为优化目标的优化方法。

2003年，Haiba提出了基于应力状态下的疲劳寿命评估方法，并应用于汽车的悬架系统。

2005年，Hauber通过有限元的方法提出了耐久性的结构优化问题。

2007年，Mrzyglod提出了参数化的有限元结构优化方法。

2008年，YuCheng Tang提出了基于神经网络的形状优化。

1.4.2 国内研究动态1.在理论上，国内对飞机起落架的疲劳寿命也早有研究，比如绍永起介绍了起落架比较典型的耐久性分析问题，马康民则针对起落架半轮叉进行了疲劳寿命研究。

飞机起落架外筒零件的机械加工摘要：飞机起落架非常重要吗，没有起落架，飞机就不能起飞和降落。

因此，起落架对飞机制造至关重要。

零件精度较高，并且使用数控加工技术加工零件。

指定适当的加工和加工阶段，以确保零件的精度。

结合飞机的要求，可以设计起落架更精确、更长寿命、更稳定的。

关键词：飞机起落架；数控加工；加工工艺随着全球经济技术的发展，先进的制造技术在航空航天领域得到广泛应用。

现代技术往往与国防部门的需要有关，国防部门的最新技术不断发展。

飞机制造是一种复杂的技术，它采用了多种先进的技术。

例如气动、数字、网络化信息技术、液压气动、电机、集群技术(GT)、超精现代加工技术。

改革开放以来，我国在经济重建中占有重要地位。

国内航空工业的应用是早期研究、试验和小批系列的结合。

除了制造业外，它还是一个尖端、高投资、高风险、耗时、技术密集型行业，以其目前的能力，在航空航天的广泛、复杂和广泛领域生产航空航天产品。

先进制造技术的快速特征转换与集成。

航空航天领域的快速生产至关重要。

我国领先的飞机制造商面临多元化、小批量、短期、高质量、盈利性形势，采用现代制造技术改造传统航空工业势在必行。

一、起落架国内外的制造技术现状随着飞机现代化，对新起落架需求不断增加，相应起落架主要部件的结构也在不断增加。

硬硬钢难以生产，需要高质量和开发周期，对制造过程、生产设施和管理的要求更高。

1.国外简介。

国际航班的制造今天极为重视，这导致起落架距离和条件提出了越来越多的新要求。

从某种意义上说，起落架研究开发阶段反映了航空航天一体化技术的高标准和高性能合金钢的技术要求。

采用数控技术尤其值得注意。

当前，起落架主组件的国际加工通常由NC加工控制，尤其是复合铣削设置。

一次装夹可与120把数控刀同时运行，设备为粗加工、机床和中间体。

国外最新的起落架制造方法包括:(1)机箱的主要承力部件是整体模锻的超高强度。

（2）起落架组件的制造和安装测试由高生产效率的专业制造商进行。

航空器结构优化设计的算法研究在现代航空领域，航空器结构的优化设计是确保飞行安全、提高性能和降低成本的关键环节。

随着科学技术的不断发展，各种先进的算法被应用于航空器结构的优化设计中，为航空工程带来了新的机遇和挑战。

一、航空器结构优化设计的重要性航空器在天空中飞行时，需要承受各种复杂的载荷和环境条件。

一个优化的结构设计不仅能够减轻飞机的重量，提高燃油效率，还能增强其强度和稳定性，从而保障飞行安全。

例如，通过优化机翼的结构，可以减少阻力，提高升力，使飞机在飞行中更加节能和稳定。

此外，优化结构还可以降低制造和维护成本，提高航空公司的经济效益。

二、常见的航空器结构优化算法1、遗传算法遗传算法是一种基于生物进化原理的随机搜索算法。

它通过模拟自然选择、交叉和变异等过程，在解空间中寻找最优解。

在航空器结构优化中，遗传算法可以用于优化结构的几何形状、材料分布等参数。

其优点是具有较强的全局搜索能力，能够处理复杂的约束条件。

但缺点是计算效率较低，需要大量的计算资源。

2、模拟退火算法模拟退火算法的灵感来源于固体退火过程。

它在搜索过程中以一定的概率接受较差的解，从而避免陷入局部最优。

在航空器结构优化中，模拟退火算法常用于优化结构的拓扑和尺寸。

该算法的优点是能够跳出局部最优解，但收敛速度较慢。

3、粒子群优化算法粒子群优化算法通过模拟鸟群的觅食行为来寻找最优解。

每个粒子代表一个潜在的解，通过不断更新粒子的速度和位置来搜索最优解。

在航空器结构优化中，粒子群优化算法可用于优化结构的布局和参数。

它具有收敛速度快的优点，但容易早熟收敛。

4、蚁群算法蚁群算法是基于蚂蚁在寻找食物过程中的行为而提出的。

蚂蚁通过释放信息素来引导其他蚂蚁找到最优路径。

在航空器结构优化中，蚁群算法可用于优化结构的连接方式和路径。

其优点是具有较强的鲁棒性和分布式计算能力，但算法参数的选择对结果影响较大。

三、算法在航空器结构优化设计中的应用实例1、机翼结构优化机翼是航空器的重要组成部分，其结构的优化对于提高飞行性能至关重要。

本科毕业论文题目：飞机起落架结构及其故障分析专业：航空机电工程姓名：指导教师：职称：完成日期： 2013 年 3 月 5 日飞机起落架结构及其故障分析摘要：起落架作为飞机在地面停放、滑行、起降滑跑时用于支持飞机重量、吸收撞击能量的飞机部件。

为适应飞机起飞、着陆滑跑和地面滑行的需要，起落架的最下端装有带充气轮胎的机轮。

为了缩短着陆滑跑距离，机轮上装有刹车或自动刹车装置。

同时起落架又具有空气动力学原理和功能，因此人们便设计出了可收放的起落架，当飞机在空中飞行时就将起落架收到机翼或机身之内，以获得良好的气动性能，飞机着陆时再将起落架放下来。

本文重点介绍了飞机的起落架结构及其系统。

对起落架进行了系统的概述，对起落架的组成、起落架的布置形式、起落架的收放形式、起落架的收放系统、以及起落架的前轮转弯机构进行了系统的论述。

并且给出了可以借鉴的起落架结构及其相关结构的图片。

关键词：起落架工作系统凸轮机构前轮转弯收放形式目录1. 引言 (1)2. 起落架简述 (1)2.1 减震器 (1)2.2 收放系统 (1)2.3 机轮和刹车系统 (2)2.4 前三点式起落架 (2)2.5 后三点式起落架 (3)2.6 自行车式起落架 (5)2.7 多支柱式起落架 (5)2.8 构架式起落架 (6)2.9 支柱式起落架 (6)2.10 摇臂式起落架 (7)3 起落架系统 (7)3.1 概述 (7)3.2 主起落架及其舱门 (7)3.2.1 结构 (8)3.2.2 保险接头 (8)3.2.3 维护 (8)3.2.4 主起落架减震支柱 (8)3.2.5 主起落架阻力杆 (9)3.2.6 主起落架耳轴连杆 (10)3.3 前起落架和舱门 (10)3.4 起落架的收放系统 (10)3.4.1起落架收放工作原理 (10)3.4.2 起落架收放过程中的的液压系统 (11)3.4.3 主起落架收起时的液压系统工作过程 (12)3.4.4 主起落架放下时的液压系统工作原理 (13)3.4.5 在液压系统发生故障时应急放起 (14)3.4.6 起落架收放的工作电路 (15)3.5 前轮转弯系统 (17)3.5.1 功用 (17)3.5.2 组成 (17)3.5.3 工作原理 (17)3.6 机轮和刹车系统 (17)4 歼8飞机主起落架机轮半轴裂纹故障分析 (17)4.1 主起落架机轮半轴故障概况 (17)4.2 主起落架机轮半轴失效分析 (18)4.3 机轮半轴裂纹检测及断口分析 (20)4.3.1 外场机轮半轴断裂检查 (20)4.3.2 大修厂机轮半轴裂纹检查 (21)4.4 主起落架机轮半轴疲劳试验结果 (22)4.4.1 机轮半轴疲劳试验破坏部位 (22)4.4.2 试验结果与使用情况差异分析 (23)4.5 主起落架机轮半轴失效分析结论 (24)4.6 主起落架机轮半轴结构设计改进 (24)4.6.1 半轴结构设计改进原则 (24)4.6.2 半轴结构细节设计改进 (25)5 经验教训 (25)5.1 设计载荷谱、变形预测与实际使用情况相符 (25)5.2 完善细节抗疲劳设计和强化工艺是提高结构抗疲劳开裂的重要技术途径 .. 255.3 地面疲劳试验验证刚度模拟要真实 (25)5.4 制定合理的检修周期是确保使用安全的重要措施 (26)结束语 (27)参考文献 (28)致谢 (30)1. 引言通过对歼强飞机的起落架结构及其系统的论述，进行该方面知识的总结，同时也阐明了起落架对于飞机起飞和着陆的重要意义。

飞机装配工装结构分析与优化设计◎许兰涛（作者单位：哈尔滨飞机工业集团有限责任公司）一、飞机装配工装的现状从当前的工装设计工作来看，在设计工作中普遍是根据以往的制造经验进行工装设计，由于飞机性能和型号的差异，在进行装配时对装配工装设备的要求也不同，进行工装设计时需要考虑到此种差异，对比分析各类飞机装配工作的工艺需求，有针对性的设计工装设备，而由于所采用的设计方法存在较大的不足，难以满足上述要求，致使我国的飞机装配工装的设计水平长期无法得到提升。

在实际设计中，应用了多种技术，但受到多方面因素的影响，技术的作用不能被全面挖掘，导致工装设计的水平受到一定的限制影响。

就CAD 技术的应用来说，没有发挥该项技术的结构校核功能，仅对局部进行校核，致使在工装装备应用时，存在不能适应的问题，需要对工装装配进行反复调整方能投入使用。

我国在飞机装配工装中的资金投入相对较大，但受到技术水平的影响，工装质量偏低，这将严重阻碍我国航空事业的进一步发展。

二、飞机装配工装结构分析1.工况。

工况指的是，结构自身的承载能力，主要包括荷载能力和边界条件等。

在飞机装配的过程中，还会产生极限工况的情况，指的是工装结构发生变形或者超出设计要求的工况。

就工装结构的特性来说，其极限工况可分为自装配过程中的工况和使用过程中的工况。

飞机制造过程中涉及的零部件较多，工况相对复杂，其中某一环节操作失误便会对整体装配质量产生影响。

为此，需要结合飞机装配的实际要求，对装配工装进行合理设计，特别是对于其中易于产生装配质量问题的部位，例如骨架空间结构、定位器、加工荷载等。

此外，人工操作的环节也是飞机装配的薄弱环节，这主要是由于人工操作时的失误现象很难避免。

2.装配工装结构简化。

鉴于飞机装配时所涉及的装配环节较多，工艺极为复杂，结构也较为复杂，在进行装配工装设计时，建模操作的难度较大，要想实现对全部结构的建模操作必定会造成大量的成本投入，同时也会延长飞机制造的时间，对制造效率产生一定影响。

刍议飞机起落架结构件件强度分析及结构优化飞机起落架对飞机来说具有重要性作用。

为了确保飞机的安全起降，需要全面加强研究起落架的使用期限和受力性能等，需要保证其强度的基础之上不断提高起落架的可靠性。

本文主要是探讨分析飞机起落架结构件件强度分析及结构优化，在此基础之上主要是通过两种方式对起落架主体和可折撑杆进行强度分析和结构优化处理，希望能够对飞机起落架结构件设计起到参考性价值。

标签：飞机起落架;结构件;强度分析;结构优化文本主要是起落架结构件进行分析研究，特别表现在起落架主体和上下可折撑杆。

在分析强度之后，获得较大的安全裕度，为了使材料潜能全面发挥，满足安全性设计要求。

需要对飞机起落架结构件进行优化，使其在符合各项标准要求之下能够提高使用可靠性，改善受力性能。

此次研究主要是通过CATTA软件的建模功能和ANSYS Wokebench的拓扑优化功能对飞机起落架主体和可折撑杆强度分析和结构优化。

前者主要是建立起落架主体立体模型，之后将模型导入后者软件当中施加载荷，之后再进行强度分析。

如果起落架工作存在一定的安全隐患，则需要容易出问题的部位或部件处进行强化。

将改进的部位或部件再进行计算，分析强度，直到确保可靠性后，保证不会发生同类安全隐患。

在确定新品之后，需要将其导入到ANSYS Wokebench软件当中校核强度，在确定优化截面尺寸之后，能够使飞机起落架满足安全性的设计要求。

1.飞机起落架的结构和特点由于飞机起落架使用条件受到限制，因此存在一定的安全隐患问题，飞机起落架常常出现裂纹、变形等情况，导致出现较多的飞行事故。

根据飞机起落架的特点，需要加强飞机起落架的一些薄弱部件结构，这样能够使其合理受力。

在不降低质量情况下增加强度，这样也能够提升飞机起落架的工作的安全性。

2.飞机起落架上下可折撑杆的结构优化和强度分析2.1 选择撑杆建模软件在对飞机起落架上下可折撑杆进行建模时可以通过CATIA软件实现，该软件能够全面应用在较高设计要求的建模当中。

目录1 绪论 (4)1.1 起落架常见类型 (5)1.1.1前三点式 (5)1.1.2后三点式 (6)1.1.3自行车式 (7)1.1.4多轮小车式 (6)1.2起落架的设计要求 (8)1.3起落架受到的外载荷 (9)1.4起落架的结构......................................... 错误！未定义书签。

1.4.1简单支拄式和撑杆支柱式............................. 错误！未定义书签。

1.4.2摇臂支柱式......................................... 错误！未定义书签。

1.4.3多轮小车式起落架................................... 错误！未定义书签。

2 起落架的减震缓冲装置 (10)2.1减震器的不同形式和对比 (11)2.2油式减震器........................................... 错误！未定义书签。

2.2.1工作原理........................................... 错误！未定义书签。

2.2.2减震器中的气体..................................... 错误！未定义书签。

2.2.3油液和阻尼扎的作用及对功量图的影响................. 错误！未定义书签。

2.3油气式减震器......................................... 错误！未定义书签。

2.4全油式减震器的设计 (12)2.5减震装置中的轮胎..................................... 错误！未定义书签。

2.5.1轮胎的类型......................................... 错误！未定义书签。

2.5.2轮胎的特性......................................... 错误！未定义书签。

飞机起落架结构件件强度分析及结构优化作者：赖英朋来源：《科学与财富》2018年第01期摘要：飞机起落架主要是飞机实行起降的主要受力件，对飞机来说具有重要性作用。

为了确保飞机的安全起降，需要全面加强起落架的使用期限和受力性能等，随着不断提升的飞机性能，需要全面优化和创新起落架设计，使其既能够满足合理受力和充足强度，还需要在此基础之上不断降低起落架的重量。

本文主要是探讨分析飞机起落架结构件件强度分析及结构优化，在此基础之上主要是通过两种方式对起落架撑杆和上刹车杆进行强度分析和结构优化处理，希望能够对飞机起落架结构件设计起到参考性价值。

关键词：飞机起落架；结构件；强度分析；结构优化文本主要是起落架结构件进行分析研究，特别表现在上刹车拉杆和撑杆上。

在分析强度之后，获得较大的安全裕度，为了使材料潜能全面发挥，满足轻量化设计要求。

需要对飞机起落架结构件进行优化，使其在符合各项标准要求之下能够降低自身重量，改善受力性能。

此次研究主要是通过CATTA软件的建模功能和ANSYS Wokebench的拓扑优化功能对飞机起落架刹车拉杆强度分析和结构优化。

前者主要是建立刹车拉杆的立体模型，之后将模型导入后者软件当中施加载荷，之后再进行强度分析。

如果拉杆存在较大的安全系数，则需要优化去除材料的拓扑。

将拓扑材料去除不同程度之后对其进行计算，分析强度。

在确定去除材料比例之后，需要将其导入到ANSYS Wokebench软件当中校核强度，在确定优化截面尺寸之后，能够使飞机起落架满足轻量化设计要求。

1.飞机起落架的结构和特点由于飞机起落架使用条件受到限制，因此具备较低的可靠性。

飞机起落架不论是在人为保养和污染因素方面都存在腐蚀情况。

一般材料无法应用在应用环境比较艰巨的飞机起落架当中。

所以在制作飞机起落架时使用高强度钢材导致材料具有较低的疲劳极限，并且无法进行有效检查。

由于以上原因，飞机起落架常常出现突然失效情况，导致出现较多的飞行事故。

2011 年春季学期研究生课程考核（读书报告、研究报告）起落架结构优化设计及制造加工关键词：起落架设计改进制造技术为满足某型飞机的研制需要，采用现代起落架的设计理念，在保持原起落架结构以及起落架与飞机的协调关系(连接形式、接口尺寸、电液和操作习惯)等方面基本不变的情况下，从设计、T艺方面进行改进，达到了增强承载能力、减轻重量和提高寿命的目的。

试验验证和装机使用表明，改型后的飞机起落架性能优于原型机的性能，实现了减重、增寿,以及增强飞机使用安全性的目标。

1 设计改进根据飞机起落架改进技术方案要求，在保证飞机安全性的前提下，尽量减轻起落架的重量，并达到增寿的目的。

经设计分析和计算，对不满足强度要求的零部件进行加强改进，对强度较富裕的零部件进行减重改进。

1.1 缓冲支柱优化设计飞机着陆蕈量的增加，相应引起起落架吸收动量增加，导致起落架着陆冲击载荷的增加。

为了尽可能地降低着陆冲击过载，须对起落架的缓冲系统进行优化设计。

为此，在充分利用原结构的前提下，进行缓冲器充填参数、阻尼油针的优化设计，选取多组缓冲结构并通过落震试验验证。

通过一系列比较和验证，阻尼油针选用圆角方形截面结构，如图1所示。

该油针的选用，使飞机起落架阻尼特性稳定、磨损小，同时提高了缓冲器系统承载能力。

1．2部分零(组)件结构重新设计对起落架的部分零(组)件结构重新进行设计，改善了零件的受力状态，从而提高了起落架的承载能力。

如将主起落架斜撑杆由刚性结构改为弹性结构，以改善起落架斜撑杆的协调承载能力，减少结构不圈1圆角方形截面油针Fig．1 Square section pin with round comer协调引起的结构超载损伤，降低中部接头的应力水平，提高主起落架外筒中部接头的寿命。

改进前后的结构如图2、图3所示。

图2刚性斜撑杆(原结构)Fig．2 Rigid batter brace(original structure)图3弹性斜撑杆(改进结构)Fig．3 Flexible batter brace(improved structure)1．3关键重要件结构加强由于新研飞机载荷的增加，经计算分析起落架部分零件强度不够，因此必须对零件结构进行改进，对簿弱部位进行加强。

飞机机身结构优化设计技术研究一、引言随着航空工业的快速发展，飞行器的性能和可靠性要求越来越高，飞机机身结构的优化设计成为了关注的重点。

针对飞机结构优化设计技术的研究，能够提高飞机的综合性能，减轻结构重量，节约能源，提高飞行安全性和降低制造成本。

本文将从机身结构的材料、形状和布局等方面进行探讨。

二、结构材料优化设计机身结构的材料是飞机发展中不可或缺的一环。

在材料的选择方面，应根据所需强度、刚度和弹性模量的不同性质选择不同的材料，从而形成一种耐久而轻巧的机体结构。

1、金属材料当下大部分民用飞机和军用飞机还是采用铝合金材料制作的，因为其具有重量轻、可塑性好、强度高和加工工艺简单等优点。

目前，高强度铝合金、镁合金等新材料的应用也越来越广泛。

2、复合材料复合材料是由两种或多种不同的材料混合而成的复合材料。

该材料的强度、重量比和刚度均优于金属材料，但成本较高，加工难度也较大。

此外，碳纤维复合材料具有良好的抗拉强度和刚度、重量轻，是制作高速飞行器和能源利用效率高的大型飞机的优选材料。

三、结构形状优化设计机身结构的形状对结构的强度、稳定性、制造成本等都有很大的影响，因此需要在形状设计方面进行结构优化。

1、翼身一体设计翼身一体设计是一种通过将机翼与机身的结构进行融合统一实现的优化设计，能够降低机身的气动阻力、提高机身航空速度，从而增强航空器的飞行经济性。

2、翼面厚度优化设计在机身结构设计中，翼面是承受气动力的主要构件之一，对于翼面的优化设计是提高机体结构强度的关键环节。

通过对翼面船体的几何图形进行改进和优化，变化它的外形和厚度来减小飞机的阻力，使飞机的空气动力学性能更加优越。

四、结构布局优化设计在机身结构设计中，对于结构的布局进行优化是减轻机身重量，提高飞行效率的关键环节。

1、纵向结构优化设计飞机的纵向结构一般设有大量的肋骨连接短梁，而肋骨之间的压强在整个结构中占很大的比重，因此，对飞机机身纵向结构的优化是减小整体机体的重量的前提。

1.绪论1.1 起落架的概述起落架的结构形式一般有以下几种：有尾部旋转支点的后二点起落架，其主要载荷位于飞机重心前面的两个主轮上；有前旋转支点的前二点起落架，其主要载荷位于飞机重心后面的两个主轮上；左右翼尖下有护翼轮的自行车式起落架，在飞机对称面内重心前后各有一副主起落架。

有尾轮的后三点起落架，在螺旋桨飞机上易于配置，便于利用气动阻力使飞机着陆减速，构造简单、重量较轻，其主要缺点是飞机在地面滑跑的稳定性较差，如果操纵不当飞机容易打转。

此外，要求飞机三点接地着陆时，操纵比较困难。

有前轮的前三点起落架，飞机纵轴线接近水平位置，驾驶员视界好，滑跑阻力小，起飞加速快。

此外地面运动的方向稳定性好，滑行中即使重刹车也不容易翻转和倒立，着陆时两主轮先接地也易于操纵，其主要缺点是容易发生前轮摆振。

自行车式起落架主要依靠两个主起落架承载和滑行，辅助用的护翼轮可以使飞机在停放时保持稳定。

此种形式的起落架是为了解决机翼厚弦比不断减小，尺寸较大的主起落架难于收入机翼内这一困难而发展起来的，由于前面主轮承载较大，起飞离地比较困难。

起落架是飞机的起飞着陆装置，主要用于飞机的起飞、着陆、地面滑跑和地面停放。

飞机在起飞滑跑、着陆接地和地面运动时会相对于地面产生不同程度的撞击，起落架应能承受并减缓这种撞击，从而减轻飞机受载。

起落架还应使飞机在地面运动时具有良好的操纵性和稳定性。

为了降低飞机在飞行时的阻力，起落架通常是可折叠收放的。

起落架的基本功能可归纳如下：（1)支撑飞机机体，使之便于停放和运动。

（2)通过缓冲器吸收撞击能量。

（3)通过机轮刹车装置吸收水平方向能量。

（4)通过转弯操纵机构或者差动刹车控制飞机转弯和地面运动。

（5)减缓飞机滑跑时由于跑道不平导致的振动。

（6)为地面操纵(牵引、顶吊)提供附件。

其它功能有：通过起落架测量飞机重量与重心，对飞机装载量提供目测指示，通过折叠收放减低气动阻力，在起落架支柱上安装着陆灯，为驾驶员提供收放信号，为舱门机构提供连接凸耳等。

No. 4Apr. 2021第4期2021年4月组合机床与自动化加工技术Modular Machine Tool & Automatic Manufacturing Techninue文章编号：1001 -2265（2021）04 -0134 -05DOI : 10.13462/f . cnki. mmwmt. 2021.04. 032飞机起落架的拓扑与自由曲面形状优化徐浩然，贺福强，李赞，薛亚军（贵州大学机械工程学院，贵阳550025）摘要：为了深入研究飞机起落架在工作时其主要部件的受力情况，解决飞机起落架进行拓扑优化后 出现的局部应力过大的问题。

在经典的变密度法的基础上，选用SIMP 模型作为材料的插值模型。

以飞机起落架的外筒结构作为研究对象，将其单元密度作为设计变量,通过加入约束因子以控制达 到相应的多元化设计要求，提出以降低飞机起落架应力值与轻量化为目标的拓扑优化数学模型。

在此基础上，以选取标记处的形貌与厚度作为设计变量，将其应力最小作为优化目标，建立起自由曲面形状优化模型，获得了最优的解决方案。

拓扑结果表明，其最大应力处的数值降低了 11.5%， 体积减少到了原来的83.6%。

自由曲面形状优化结果表明，通过在标记处做3.6 mm 的加厚处理，其最大应力处的数值降低了 17%。

由此可见，自由曲面优化可以很好的解决拓扑优化后出现的局部应力过大的问题，在强度保持不变的情况下，降低了应力，更好的改善了飞机起落架的力学性能， 为后续的研究设计提供了参考。

关键词：起落架;拓扑优化；自由曲面形状优化中图分类号:TH16；TG65 文献标识码:ATopology and Free-Porm Surfacc Shape Optimization of Aircraft Landing GearXU Hao-ran ,HE Fu-qiang ,LI Yun , XUE Ya-jun(School of Mechanical Engineering , Guizhou Univvrsity , Guiyang 550025 , China )Abstract ： In order to deeply study the stress of main partr of aircraft landing gear duang operation , the problem of excessive local stress after topologi.cal optimization of aircraft landing gear is solved. Based on the classical varable density method , the SIMP model is chosen as the interrolation model. Taking the outer cylinder stmcWre of the aicraft landing get as the research object and the unit density as the design variable , ama'hemaicalmodelof'opology op imiaaion aiming a'reducing 'hesre s valueand ligh weigh' of the aicraft landing get was proposed by adding constraint factors to control the corresponding diversi ­fied design Tequiements. On this basis , the shape and thickness of the mark were selected as the design variables , and the minimum stress was taken as the optimization objective , and the shape optimization modeloffreeform 3urfacewa3e3hablihed ho obhain hheophimal3oluhion.Thehopologicalre3ulh 3howed that the value at the maximum stress decreased by 11.5% and the volume decreased to 83.6O. The resultr of the shape optimization of the free-form surface show that the value at the maximum stress is reduced by 17% 'hrough 'he'hickening reamen'of 3. 6 mm a''hemark.Thus , ican beseen 'ha'freeeform surface optimization can wel l solve the problem of excessive local stress topology optimization. Under the condihion hhahhheshenghh +emainsunchanged , hheshe s is+educed , and hhemechanicalpe+fo+manceof aic+afhlanding gea+isbe h e+imp+oved , p+oviding a+efe+encefo+subsequenh+eseach and design.Key wo+s ： landing gear ； topology optimization ； free form shape optimization0引言起落架作为飞机上的唯一一种重要的具有承力兼 操纵性的部件［1］，其在飞机起飞、着陆、滑行与停放等工作情况下扮演着至关重要的角色。

解密飞机起落架加工过程飞机起落架作为飞机重要安全功能部件，是用于飞机起飞、着陆、地面滑行和停放的重要支持系统，是飞机的主要承力构件。

它吸收和耗散飞机在着陆及滑行过程中与地面形成的冲击能量，保证飞机在地面运动过程中的使用安全。

起落架的技术水平和可靠度对于飞机整体性能和使用安全具有重要影响。

首先与大家分享一段奥地利WFL车铣复合加工中心M65加工飞机起落架的工艺视频。

起落架结构及工艺特点为提高大型运输类飞机的道面漂浮性，其起落架结构多选用多轮多支柱式结构布局。

如伊尔-76飞机起飞重量为190t，其起落架系统为油气缓冲式前三点布局，包括一个前起落架支柱和四个主起落架支柱。

其中主起落架高约3100mm，为支柱式单腔缓冲器结构，每个支柱有4个制动机轮并列排列，起落架收起时机轮连同缓冲器旋转90°,以使整组机轮收到圆形机身内。

前起落架高约2300mm，为半摇臂式双腔缓冲器结构，有4个并列的辅助制动机轮，当起落架向前收起时机轮能轻微制动。

起飞重量达350t的波音747飞机起落架包括一个双轮支柱式前起落架和4个四轮小车式主起落架，其中主起落架分别由2个机翼主起落架和4个机身主起落架组成。

前、主起落架高度均超过2m。

在结构和材料选择方面，大型飞机起落架主要结构件选材有钛合金及超高强度钢锻件，材料一般选真空冶炼工艺。

超高强度钢材料有4340钢、300M钢及30CrMnSiNi2A等，钛合金选材有Ti6Al6V2Sn、BT22等。

300M钢作为一种成熟的超高强度钢材料，在现代飞机起落架上获得了广泛应用，国际、国内的各种军用、民用飞机都有选用。

另外，钛合金具有比强度高、耐蚀性好的显著特征，在起落架上也有越来越多的应用。

对伊尔-76飞机起落架来说，其钛合金用量较大，并且在大型主承力结构件上都有使用。

如前、主起横梁即为钛合金大型构件，其中主起横梁尺寸更达1600×900×380mm，主起外筒结构尺寸也达φ270×1600mm。